Masa depan adalah di atas, bagaimana bateri ion litium mengubah masa depan?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

Dalam beberapa dekad yang lalu, kenderaan elektrik akan mendapat pembangunan berskala besar. Menurut ramalan IEA, menjelang 2030, jaminan kenderaan elektrik global akan meningkat daripada 3.7 juta pada 2017 kepada 130 juta, dan jumlah jualan tahunan akan mencapai 2.

1.5 juta. Dalam senario ini, kapasiti bateri baharu tahunan akan meningkat daripada 68 GW W11 pada 2017 kepada 775 GW, di mana 84% daripadanya akan digunakan dalam kereta ringan.

negara saya, EU, India, Permintaan AS masing-masing menyumbang 50%, 18%, 12% dan 7%. Sepanjang dua dekad yang lalu, dengan saiz skala pengeluaran yang besar, teknologi bateri litium-ion bateri kenderaan elektrik utama telah bertambah baik, harga telah menurun secara mendadak, supaya prestasi kos kenderaan elektrik bermula dengan kereta bahan api. Faktor Pemacu Utama Sejak tahun 1990, bateri litium-ion telah digunakan secara meluas dalam elektronik pengguna, simpanan tenaga (isi rumah, utiliti), dan industri motor elektrik.

Dengan saiz skala pengeluaran, prestasinya telah bertambah baik, harganya menurun dengan ketara. masa depan. Bahan kimia.

Prestasi bateri dipengaruhi oleh bahan polarisasi. Bahan katod adalah ketat termasuk litium nikel mangan kobalt (NMC), litium nikel kobalt aluminium oksida (NCA), litium mangan oksida (LMO) dan litium besi fosfat (LFP); kebanyakan bahan anod menggunakan grafit, kereta berat dalam kenderaan berat Beredar hayat, litium titanate (LTO). Teknologi NMC dan NCA ialah ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, menguasai pasaran bateri ringan; ketumpatan tenaga LFP adalah rendah, tetapi ia telah mendapat manfaat daripada hayat kitaran yang lebih tinggi dan prestasi keselamatan, ia adalah keinginan untuk digunakan oleh kenderaan elektrik berat (iaitu kereta penumpang) Bahan kimia.

Bahan kimia mempunyai kesan yang besar terhadap kos bateri, menggunakan bahan kimia yang berbeza, dan jurang harganya boleh mencapai 20%. Kapasiti dan saiz bateri. Kapasiti bateri kenderaan elektrik sangat berbeza, kapasiti bateri tiga kenderaan elektrik kecil di negara saya ialah 18.

3 ~ 23 kWj; Kapasiti bateri automotif bersaiz sederhana Eropah dan Amerika Utara ialah 23 ~ 60 kWj; kapasiti bateri kereta besar pada 75 ~ 100 kWj. Lebih besar kapasiti bateri, lebih rendah kos. Dianggarkan bahawa kos tenaga unit bateri cina 70 kW adalah 25% lebih rendah daripada 30 kW.

Skala pemesinan. Skala pemprosesan Zhang Da untuk merealisasikan skala ekonomi adalah satu lagi faktor penting. Pada masa ini, julat pengeluaran biasa adalah kira-kira 0.

5 ~ 8 JW / tahun, kebanyakan keluaran adalah kira-kira 3 GW / tahun. Mengikut kapasiti biasa 20 ~ 75 kWj, kenderaan elektrik tunggal dikira, dan keluaran satu loji adalah bersamaan dengan pemesinan 6000-400,000 pek bateri setahun. Pada masa ini, Jerman, Amerika Syarikat, negara saya, India dan tempat-tempat lain baru membina kumpulan pengeluaran kilang bateri yang lebih besar, termasuk Kilang Super apabila tahun Tesla mencapai 35 GW.

Kelajuan pengecasan. Teknologi semasa boleh mengecas 80% dalam 40 ~ 60 minit. Rayuan ini telah menambahkan kerumitan reka bentuk bateri, seperti mengurangkan ketebalan elektrod, yang akan menambah kos bateri; mengurangkan ketumpatan tenaga bateri, dengan itu memendekkan hayat bateri.

Kenyataan penguraian Jabatan Tenaga AS mengubah reka bentuk bateri untuk menampung 400 kilowatt pengecasan akan meningkatkan kos kos bateri. Trend utama revolusi bahan akan berdasarkan penguraian IEA, dan bateri lithium-ion masih akan menguasai dalam masa dua puluh tahun, tetapi bahan kimianya akan berubah secara beransur-ansur. Sebelum 2025, generasi baharu bateri ion litium yang mempunyai kobalt rendah, ketumpatan tenaga tinggi dan katod litium nikel mangan kobalt (NMC) 811, dsb.

akan memasuki pengeluaran besar-besaran. Dalam anod grafit, sejumlah kecil silikon ditambah, dan ketumpatan tenaga boleh ditingkatkan sebanyak 50%, manakala garam elektrolit yang boleh menahan voltan yang lebih tinggi juga akan membantu meningkatkan prestasi. Dalam tempoh 2025 hingga 2030, logam litium adalah bahan komposit katod, grafit / silikon untuk anod, bateri ion litium, boleh memasuki fasa reka bentuk, malah boleh memperkenalkan elektrolit pepejal untuk meningkatkan lagi ketumpatan tenaga dan keselamatan bateri.

Di samping itu, teknologi ion litium boleh digantikan dengan ketumpatan tenaga lain dan kos teori yang lebih rendah dengan udara litium, litium sulfur, dsb. Walau bagaimanapun, tahap pembangunan teknologi ini masih sangat rendah, dan prestasi sebenar masih disiasat. Artikel yang diterbitkan pada Nature Journal pada 26 Julai 2018, artikel bertajuk "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" menunjukkan bahawa evolusi prestasi dan harga bateri litium-ion diletakkan perlahan.

Sesak itu menyebabkan masalah di atas termasuk: dalam struktur kristal bahan elektrod, jumlah cas yang boleh disimpan adalah pantas untuk menghampiri maksimum teori; kenaikan dalam pasaran sukar untuk terus membawa pengurangan harga yang besar. Lebih teruk lagi, bahan elektrod, seperti kobalt dan nikel, sangat terhad, dan harganya mahal. Sekiranya tiada perubahan baru, ia dijangka pada 2030 ~ 2037 (atau lebih awal), permintaan kobalt dan nikel.

Melebihi hasil. Sebaliknya, bahan elektrod alternatif baharu, seperti besi, kuprum, kuprum, masih dalam peringkat penyelidikan awal. Artikel itu menyeru saintis bahan, jurutera dan agensi pembiayaan untuk meningkatkan penyelidikan mengenai bahan elektrod berasaskan besi, tembaga dan bahan lain seperti rizab.

Jika tidak, pembangunan besar-besaran kenderaan elektrik akan dihadkan. Ekonomi 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因 因: 因::: 程: 程: 里 行 里 里 里 里 里 (, 里 里 里 (程 (里)里, 里 (里, 里,. Dari segi harga bateri, terdapat bateri yang 70-35 kWj / tahun, kapasiti bateri adalah 70 ~ 80 kWj / tahun, dan kos kapasiti bateri ialah 70 ~ 80 kWj, dan kos 2030 boleh dikurangkan kepada 100 ~ 122 dolar AS / kWh, dengan kos EU ($ 693) / kWh ($ 1) / negara saya. kos Jepun ($ 92 / kW) sangat dekat.

Jurang antara kos kenderaan elektrik dan kereta api bahan api akan berkurangan secara beransur-ansur, tetapi harga bateri dan petrol melebihi saiz badan badan. Sebagai contoh, harga bateri adalah sama dengan $ 400 / kWj, kereta elektrik sangat kompetitif, dan kenderaan bahan api akan lebih menjimatkan. Jika harga bateri kereta elektrik rendah, petrol mempunyai harga yang tinggi, dan perbatuan harian adalah tinggi, pilih kereta elektrik kecil atau kereta hibrid plug-in daripada kereta bahan api kecil yang lebih menjimatkan.

Sebagai contoh, harga bateri ialah $ 120 / kWj, harga petrol lebih tinggi daripada hari ini, maka kereta elektrik tulen akan menjadi pilihan yang lebih menjimatkan tanpa mengira jarak tempuh jangka panjang. Jika harga bateri bersamaan dengan $ 260 / kWj, perbatuan lebih daripada 35,000 kilometer / tahun, harga minyak mencapai $ 1.5 / liter, adalah pilihan yang lebih menjimatkan.

Untuk bas elektrik yang besar, jika harga bateri kurang daripada 260 dolar AS / kWj, bas elektrik dari 4 hingga 50,000 kilometer / tahun adalah kos kompetitif di rantau ini dengan sistem cukai diesel yang tinggi.