Analiżi ewlenija tat-teknoloġija tal-irkupru tal-batterija fuq l-iżvilupp tal-vetturi elettriċi

Awtur: Iflowpower - Fornitur Portable Power Station

Hekk kif id-dinja ddur lejn vetturi elettriċi biex tnaqqas it-tibdil fil-klima, il-kwantifikazzjoni tad-domanda futura għal materjali ewlenin tal-batteriji hija kritika. F&39;rapport ġdid, CHENGJIANXU, Bernhardsteubing u tim ta &39;riċerka fl-Università ta&39; Leiden ta&39; l-Olanda u l-Laboratorju Nazzjonali ta &39;l-Istati Uniti ta&39; Agong juru d-domanda għal ossidi tal-litju, nikil, kobalt u manganiż fl-2020 sal-2050. Se żżid fatturi multipli.

Għalhekk, id-domanda tal-katina tal-provvista għall-litju, il-kobalt u n-nikil tespandi, u jista &39;jkollha bżonn tesplora aktar riżorsi. Madankollu, relattiv għall-iżvilupp tal-flotta elettrika u l-kapaċità tal-batterija ta &39;kull karozza, l-inċertezza hija kbira ħafna. Qabel l-2050, ir-riċiklaġġ b&39;ċirku magħluq kellu rwol sekondarju iżda dejjem aktar importanti fit-tnaqqis tad-domanda tal-materja prima, u r-riċerkaturi għandhom jistudjaw strateġiji avvanzati ta &39;riċiklaġġ, u jirriċiklaw ekonomikament materjali fil-livell tal-batterija minn ċelloli skrappjati.

Dan ix-xogħol issa huwa ppubblikat f&39;"Materjali ta&39; Komunikazzjoni naturali". L-iżvilupp tal-vetturi elettriċi huwa iżgħar mill-impatt tal-vetturi elettriċi (EV) fuq il-klima meta mqabbel ma &39;vetturi b&39;magni ta&39; kombustjoni interna. Dan il-vantaġġ iwassal għal żieda sinifikanti fid-domanda, u l-flotta globali tikber minn eluf ta &39;eluf ta&39; vapuri għal 7.

5 miljun vapur fl-2019. Madankollu, is-suq tal-karozzi medju globali għadu limitat, u t-tkabbir futur huwa mistenni li jagħmel iż-żieda assoluta fil-passat. Batterija tal-jone tal-litju (libs) hija t-teknoloġija mainstream ta &39;vetturi elettriċi, batteriji tal-jone tal-litju tipiċi tal-karozzi jinsabu fil-litju, kobalt u nikil, u l-anodu fih grafita, u komponenti oħra fihom aluminju u ram.

It-teknoloġija tal-batterija bħalissa miexja lejn direzzjoni kimika ġdida u mtejba. F&39;dan ix-xogħol, XU et al. Studja d-domanda materjali tal-batterija tal-vettura b&39;mutur elettriku ħafifa globali, minn litju, nikil, kobalt għal grafit u silikon, u torbot id-domanda materjali b&39;kapaċità ta &39;produzzjoni sostnuta u riżervi magħrufa biex jiddiskutu batteriji mtejba.

Fattur ewlieni. Dan ix-xogħol se jgħin it-tranżizzjoni tal-vettura elettrika billi jipprovdi għarfien dwar materjali futuri tal-batterija u fatturi ewlenin li jmexxu d-domanda tal-materjal tal-batterija. Tbassir tal-iżvilupp tal-istokk globali tal-vetturi elettriċi fl-2050.

Karozza elettrika pura, karozza elettrika ibrida plug-in, programm STEP, xenarju ta &39;politika nazzjonali, xenarju ta&39; żvilupp sostenibbli. It-tim tal-Karozzi Elettriku (EV) żied it-tkabbir tal-flotot tal-karozzi elettriċi bbażati fuq iż-żewġ każijiet tal-Enerġija Internazzjonali (IEA) sal-2030. Dawn jinkludu politiki stabbiliti assoċjati ma &39;politiki eżistenti tal-gvern u xenarji ta&39; żvilupp sostenibbli (SD) konsistenti mal-mira tal-klima "Ftehim ta &39;Pariġi", jiġifieri, 2030 vetturi elettriċi, il-bejgħ globali laħaq it-30%.

F&39;din l-analiżi, XU et al. Estendi dawn ix-xenarji sal-2050. Biex tilħaq is-soluzzjoni STEP, sal-2050, hija meħtieġa madwar 6TWH kapaċità tal-batterija kull sena.

Ir-rekwiżiti tal-materjal se jiddependu fuq l-għażla tar-reaġenti kimiċi tal-batterija, u tliet reaġenti kimiċi tal-batterija bħalissa qed jiġu kkunsidrati. Is-sitwazzjoni l-aktar probabbli se ssegwi batteriji kurrenti tal-litju nikil-kobalt aluminju (NCA) u litju nikil-kobalt manganiż (NCM) (minn hawn &39;il quddiem imsejħa NCX, fejn x jirrappreżenta aluminju jew manganiż). Sal-2030, dan se jwassal għall-iżvilupp tal-kimika tal-batteriji.

Bħala materjal ta &39;elettrodu pożittiv tal-batterija tal-jone tal-litju huwa mistenni li jikseb aktar u aktar applikazzjonijiet f&39;vetturi elettriċi futuri. Għalkemm se jaffettwa l-ekonomija tal-fjuwil u mili bla tarf ta &39;vetturi elettriċi minn enerġija, LFPs għandu l-vantaġġi ta&39; spiża baxxa ta &39;produzzjoni, stabbiltà termali tajba u ħajja twila. Għalkemm il-batterija LFP bħalissa hija utli f&39;vetturi kummerċjali bħal xarabank, hemm ukoll applikazzjoni wiesgħa f&39;vetturi elettriċi ħfief inklużi Teslas.

Fil-programm STEP, is-sehem tas-suq tal-batterija u s-sena tal-batterija tal-karozzi elettriċi qabel l-2050. (A) xena NCX. (B) xena LFP.

(C) Li-S / xena tal-ajru. Batterija tal-fosfat tal-ħadid tal-litju LFP, batterija tal-litju tan-nikil-watenganiż NCM, NCM111, NCM 523, NCM622, NCM811, NCM 955 jirrappreżentaw proporzjonijiet ta &39;nikil, kobalt, manganiż. Batterija tal-aluminju tal-litju nikil-kobalt NCA, anodu tal-grafita tal-grafita (Si) fih silikon parzjali, batterija tas-sulfid tal-litju, batterija tal-arja tal-litju, TWH109KWH.

Peress li l-ħtiġijiet tal-materjal tal-batterija u l-irkupru, ix-xjenzati vvalutaw id-domanda għal batteriji ta &39;vetturi elettriċi (EV), u rrimarkaw li t-tkabbir tal-litju huwa affettwat biss ftit minn komponenti kimiċi speċifiċi għall-batterija, u komponenti kimiċi tal-batterija speċifiċi tan-nikil u l-kobalt Aktar influwenza fuq il-ħtiġijiet tagħhom. Mill-2020 sal-2050, id-domanda għal batteriji tal-jone tal-litju tkompli tiżdied. B&39;dan il-mod, huma bassru li d-domanda akkumulata għall-litju mill-2020 sal-2050 kienet bejn 7.

3 miljun tunnellata u 18.3 miljun tunnellata, id-domanda akkumulata tal-kobalt kienet 3.5 miljun tunnellata għal 1.

88 miljun tunnellata, u d-domanda akkumulata tan-nikil kienet 181 miljun. Tonnest għal 889 miljun tunnellata. Xu et al.

Ħdejn il-materjali li jinbidlu maż-żmien fl-iskart tal-batterija u jiddiskuti kif jiġu riċiklati dawn il-materjali jgħinu biex titnaqqas il-produzzjoni ta &39;materjali primarji. Il-metodu ta &39;riċiklaġġ kummerċjali eżistenti tal-batterija tal-karozzi elettriċi għandu żewġ tipi ta&39; metodu niexef u mxarrab. Il-metodu tan-nar jinkludi t-tidwib tal-batterija kollha jew il-pakkett tal-batterija trattat minn qabel.

Il-metallurġija mxarrba hija bbażata fuq l-immersjoni ta &39;l-aċidu u mbagħad irkuprat materjal tal-batterija permezz ta&39; estrazzjoni tas-solvent u metodu ta &39;preċipitazzjoni. F&39;ċirkolazzjoni ta &39;ċirku magħluq, trattament metallurġiku imxarrab jista&39; jsir wara li l-metodu tan-nar jiġi ttrattat, u l-liga tiġi kkonvertita f&39;melħ tal-metall. L-iskop tal-metodu ta &39;rkupru dirett huwa li jirkupra l-materjal tal-katodu filwaqt li jżomm l-istruttura kimika tiegħu biex jinkisbu vantaġġi ekonomiċi u ambjentali, iżda dan l-approċċ għadu fl-istadju bikri ta&39; żvilupp.

F&39;NCX, LFP u Li-S / Air Battery Solutions, materjali tal-batteriji tal-litju, tan-nikil u tal-kobalt joħorġu mill-2020 sal-2050. (A) Domanda tal-materja prima. (B) Skart ta &39;materjali tal-batterija.

Xenarju STEP - Xenarju ta &39;Politika Ordinarju, Xenarju ta&39; Żvilupp Sostenibbli, Xenarju ta &39;Żvilupp Sostenibbli ta&39; Miljun Tunnellata. Electric Automotive Outlook żviluppat mudelli b&39;dan il-mod, Xu Chengjian, Bernhad Steve u l-kollegi tiegħu żviluppaw biex juru kif il-kapaċità tal-batteriji tal-litju, tan-nikil u tal-kobalt se tikber b&39;mod sinifikanti, minħabba li anke qabel l-2025, it-tkabbir tad-domanda tal-karozzi elettriċi jista &39;wkoll jaqbeż il-veloċità tal-produzzjoni attwali. Il-materjali tal-batterija jistgħu jiġu fornuti mingħajr ma taqbeż il-kapaċità ta &39;produzzjoni eżistenti, iżda għandhom jiżdiedu biex jissodisfaw il-ħtiġijiet ta&39; dipartimenti oħra.

Ħarsa ġenerali tar-riskji tal-provvista tista&39; tinbidel bl-iskoperta ta&39; riżervi ġodda. Id-domanda għall-kapaċità tal-batterija se tiddependi fuq fatturi tekniċi, bħad-disinn tal-vettura, il-piż u l-effiċjenza tal-fjuwil, kif ukoll id-daqs tal-iskala tal-flotta u l-konsumatur għad-daqs u l-firxa tal-vetturi elettriċi. L-irkupru dirett huwa l-metodu ta &39;ċirkwit magħluq l-aktar ekonomiku u li jirrispetta l-ambjent, minħabba li jista&39; jirkupra materjali tal-katodu mingħajr tidwib u lissija.

It-tranżizzjoni ta &39;suċċess għall-karozza elettrika se tiddependi fuq jekk tistax tlaħħaq mal-provvista ta&39; materjal kontinwu ta &39;l-industrija. Il-valutazzjoni tas-sostenibbiltà xjentifika, inkluża l-valutazzjoni taċ-ċiklu tal-ħajja tas-sustanzi kimiċi, se tiggwida l-għażla tal-kimiċi tal-batteriji u l-materja prima. Id-domanda globali mistennija domanda globali hija wkoll pjattaforma għall-monitoraġġ tal-ambjent ekonomiku globali u l-impatt soċjali tal-vetturi elettriċi u l-batteriji tagħhom.