भविष्य माथि छ, लिथियम आयन ब्याट्रीहरूले भविष्यलाई कसरी परिवर्तन गर्छन्?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

विगत केही दशकहरूमा, विद्युतीय सवारी साधनहरूले ठूलो मात्रामा विकास पाउनेछन्। IEA को पूर्वानुमान अनुसार, २०३० सम्ममा, विश्वव्यापी विद्युतीय सवारी साधनको ग्यारेन्टी २०१७ मा ३७ लाखबाट बढेर १३ करोड पुग्नेछ, र वार्षिक बिक्री मात्रा २ पुग्नेछ।

१५ लाख। यस परिदृश्यमा, वार्षिक नयाँ ब्याट्री क्षमता २०१७ मा ६८ GW W11 बाट बढेर ७७५ GW हुनेछ, जसमध्ये ८४% हल्का कारहरूमा प्रयोग हुनेछ।

मेरो देश, EU, भारत, अमेरिकाको माग क्रमशः ५०%, १८%, १२% र ७% थियो। विगत दुई दशकमा, उत्पादन स्केलको ठूलो आकारसँगै, मुख्य विद्युतीय सवारी साधनको ब्याट्रीको लिथियम-आयन ब्याट्री प्रविधिमा धेरै सुधार भएको छ, मूल्यमा तीव्र गिरावट आएको छ, जसले गर्दा विद्युतीय सवारी साधनको लागत प्रदर्शन इन्धन कारबाट सुरु हुन्छ। प्रमुख कारकहरू १९९० देखि, लिथियम-आयन ब्याट्री उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स, ऊर्जा भण्डारण (घरेलु, उपयोगिताहरू), र विद्युतीय मोटर उद्योगमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुँदै आएको छ।

उत्पादन स्केलको आकारसँगै, यसको कार्यसम्पादनमा धेरै सुधार आएको छ, मूल्यमा उल्लेखनीय गिरावट आएको छ। भविष्य। रासायनिक पदार्थहरू।

ध्रुवीकरण सामग्रीहरूले ब्याट्रीको कार्यसम्पादनलाई असर गर्छ। क्याथोड सामग्रीमा लिथियम निकल म्याङ्गनीज कोबाल्ट (NMC), लिथियम निकल कोबाल्ट एल्युमिनियम अक्साइड (NCA), लिथियम म्याङ्गनीज अक्साइड (LMO) र लिथियम आइरन फस्फेट (LFP) समावेश छन्; धेरैजसो एनोड सामग्रीले ग्रेफाइट प्रयोग गर्दछ, भारी सवारी साधनमा भारी कारहरू, जीवन परिसंचरण, लिथियम टाइटेनेट (LTO)। NMC र NCA प्रविधिले ऊर्जा घनत्व उच्च राख्छ, हल्का ब्याट्री बजारमा प्रभुत्व जमाउँछ; LFP को ऊर्जा घनत्व कम छ, तर यसले उच्च चक्र जीवन र सुरक्षा प्रदर्शनबाट फाइदा उठाएको छ, यो भारी विद्युतीय सवारी साधनहरू (अर्थात् यात्री कारहरू) द्वारा प्रयोग गर्ने इच्छा हो। रासायनिक सामग्री।

विभिन्न रासायनिक सामग्रीहरू प्रयोग गर्दा ब्याट्रीको लागतमा रासायनिक सामग्रीहरूले ठूलो प्रभाव पार्छ, र तिनीहरूको मूल्य अन्तर २०% सम्म पुग्न सक्छ। ब्याट्री क्षमता र आकार। विद्युतीय सवारी साधनको ब्याट्री क्षमता धेरै फरक छ, मेरो देशमा तीनवटा साना विद्युतीय सवारी साधनको ब्याट्री क्षमता १८ छ।

३ ~ २३ किलोवाट प्रतिघण्टा; युरोप र उत्तर अमेरिकी मध्यम आकारको अटोमोटिभ ब्याट्री क्षमता २३ ~ ६० किलोवाट प्रतिघण्टा छ; ठूला कारहरूको ब्याट्री क्षमता ७५ ~ १०० किलोवाट प्रतिघण्टा छ। ब्याट्री क्षमता जति बढी हुन्छ, लागत त्यति नै कम हुन्छ। ७० किलोवाटको चाइन ब्याट्री युनिटको ऊर्जा लागत ३० किलोवाटभन्दा २५% कम हुने अनुमान गरिएको छ।

मेसिनिङ स्केल। स्केल अर्थतन्त्रलाई साकार पार्न झाङ दाले स्केल प्रशोधन गर्नु अर्को महत्त्वपूर्ण कारक हो। हाल, सामान्य उत्पादन दायरा लगभग ० छ।

५ ~ ८ JW/वर्ष, धेरैजसो उत्पादन लगभग ३ GW/वर्ष हुन्छ। २० ~ ७५ kWh को सामान्य क्षमता अनुसार, एकल विद्युतीय सवारी साधन गणना गरिन्छ, र एकल प्लान्टको उत्पादन प्रति वर्ष ६०००-४००,००० ब्याट्री प्याकहरू मेसिनिङ बराबर हुन्छ। हाल, जर्मनी, संयुक्त राज्य अमेरिका, मेरो देश, भारत र अन्य ठाउँहरूमा नयाँ उत्पादन ठूला ब्याट्री कारखानाहरूको समूह निर्माण गरिएको छ, जसमा टेस्ला वर्ष ३५ GW पुग्दा सुपर फ्याक्ट्री पनि समावेश छ।

चार्ज गर्ने गति। हालको प्रविधिले ४० देखि ६० मिनेटमा ८०% चार्ज गर्न सक्छ। यो आकर्षणले ब्याट्री डिजाइनको जटिलता थपेको छ, जस्तै इलेक्ट्रोडको मोटाई घटाउने, जसले ब्याट्रीको लागत थप्नेछ; ब्याट्रीको ऊर्जा घनत्व घटाउनेछ, जसले गर्दा ब्याट्रीको आयु छोटो हुनेछ।

अमेरिकी ऊर्जा विभागको विघटन कथनले ब्याट्रीको डिजाइनमा ४०० किलोवाट चार्जिङ समायोजन गर्न परिवर्तन गर्दा ब्याट्रीको लागत बढ्ने बताएको छ। भौतिक क्रान्तिको मुख्य प्रवृत्ति IEA को विघटनमा आधारित हुनेछ, र लिथियम-आयन ब्याट्री अझै पनि बीस वर्ष भित्र हावी हुनेछ, तर यसको रासायनिक पदार्थहरू बिस्तारै परिवर्तन हुनेछन्। २०२५ भन्दा पहिले, कम कोबाल्ट, उच्च ऊर्जा घनत्व र क्याथोड लिथियम निकल म्यांगनीज कोबाल्ट (NMC) ८११, आदि भएका लिथियम आयन ब्याट्रीहरूको नयाँ पुस्ता।

ठूलो मात्रामा उत्पादनमा प्रवेश गर्नेछ। ग्रेफाइट एनोडमा, थोरै मात्रामा सिलिकन थपिन्छ, र ऊर्जा घनत्व ५०% ले बढाउन सकिन्छ, जबकि उच्च भोल्टेज सहन सक्ने इलेक्ट्रोलाइट लवणले पनि कार्यसम्पादन सुधार गर्न मद्दत गर्नेछ। २०२५ देखि २०३० को अवधिमा, लिथियम धातु एक क्याथोड हो, एनोडको लागि ग्रेफाइट / सिलिकन कम्पोजिट सामग्री, लिथियम आयन ब्याट्री, डिजाइन चरणमा प्रवेश गर्न सक्छ, र ऊर्जा घनत्व र ब्याट्री सुरक्षालाई अझ सुधार गर्न ठोस इलेक्ट्रोलाइटहरू पनि परिचय गराउन सक्छ।

थप रूपमा, लिथियम आयन प्रविधिलाई अन्य ऊर्जा घनत्वहरूद्वारा प्रतिस्थापन गर्न सकिन्छ र लिथियम हावा, लिथियम सल्फर, आदिले सैद्धान्तिक लागत कम गर्न सकिन्छ। यद्यपि, यी प्रविधिहरूको विकास स्तर अझै पनि धेरै कम छ, र वास्तविक कार्यसम्पादन अझै पनि जाँच गर्न बाँकी छ। जुलाई २६, २०१८ को नेचर जर्नलमा प्रकाशित "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" शीर्षकको लेखले लिथियम-आयन ब्याट्रीको प्रदर्शन र मूल्यको विकास सुस्त रहेको औंल्याएको छ।

माथिको समस्याको कारणले गर्दा उत्पन्न भएको टाइटमा समावेश छ: इलेक्ट्रोड सामग्रीको क्रिस्टल संरचनामा, भण्डारण गर्न सकिने चार्जको मात्रा सैद्धान्तिक अधिकतममा पुग्न छिटो हुन्छ; बजारमा भएको वृद्धिले ठूलो मूल्य घटाउन जारी राख्न गाह्रो छ। अझ नराम्रो कुरा, कोबाल्ट र निकल जस्ता इलेक्ट्रोड सामग्रीहरू धेरै दुर्लभ छन्, र मूल्य महँगो छ। यदि कुनै नयाँ परिवर्तन भएन भने, यो २०३० ~ २०३७ (वा पहिले) मा कोबाल्ट र निकेलको माग हुने अपेक्षा गरिएको छ।

प्रतिफल भन्दा बढी। अर्कोतर्फ, फलाम, तामा, तामा जस्ता नयाँ वैकल्पिक इलेक्ट्रोड सामग्रीहरू अझै प्रारम्भिक अनुसन्धान चरणमा छन्। लेखले सामग्री वैज्ञानिकहरू, इन्जिनियरहरू र कोष एजेन्सीहरूलाई फलाम, तामा र अन्य सामग्रीहरू जस्तै भण्डारहरूमा आधारित इलेक्ट्रोड सामग्रीहरूमा अनुसन्धान बढाउन आह्वान गर्दछ।

अन्यथा, विद्युतीय सवारी साधनको ठूलो स्तरको विकासमा प्रतिबन्ध लाग्नेछ। आर्थिक 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因 因 : 程 : 程 : 里 行 里 里 里 里 ( 里 里 里 里里, 里, 里 (里, 里,। ब्याट्रीको मूल्यको हिसाबले, ७०-३५ kWh/वर्षको ब्याट्री छ, ब्याट्री क्षमता ७० ~ ८० kWh/वर्षको छ, र ब्याट्री क्षमताको लागत ७० ~ ८० kWh छ, र २०३० को लागत १०० ~ १२२ अमेरिकी डलर/kWh मा घटाउन सकिन्छ, EU ($ ९३ / kW), मेरो देश ($ ११६ / kW) र जापानको लागतको लागत ($ ९२ / kW) धेरै नजिक छ।

विद्युतीय सवारी साधन र इन्धन रेलको लागत बीचको खाडल बिस्तारै घट्दै जानेछ, तर ब्याट्री र पेट्रोलको मूल्य शरीरको आकारभन्दा बढी हुनेछ। उदाहरणका लागि, ब्याट्रीको मूल्य $४००/kWh बराबर छ, विद्युतीय कारहरू धेरै प्रतिस्पर्धी छन्, र इन्धनबाट चल्ने सवारी साधनहरू बढी किफायती हुनेछन्। यदि विद्युतीय कार ब्याट्रीको मूल्य कम छ, पेट्रोलको मूल्य उच्च छ, र दैनिक माइलेज उच्च छ भने, साना इन्धन कारहरू भन्दा किफायती सानो इलेक्ट्रिक कार वा प्लग-इन हाइब्रिड कार छनौट गर्नुहोस्।

उदाहरणका लागि, ब्याट्रीको मूल्य $१२०/kWh छ, पेट्रोलको मूल्य आजको भन्दा बढी छ, त्यसपछि शुद्ध विद्युतीय कार दीर्घकालीन माइलेजको पर्वाह नगरी बढी किफायती विकल्प हुनेछ। यदि ब्याट्रीको मूल्य $२६०/kWh बराबर छ, माइलेज ३५,००० किलोमिटर/वर्ष भन्दा बढी छ, तेलको मूल्य $१.५/लिटर पुग्छ भने, यो अझ किफायती विकल्प हो।

ठूला विद्युतीय बसहरूको लागि, यदि ब्याट्रीको मूल्य २६० अमेरिकी डलर / किलोवाट प्रति घण्टा भन्दा कम छ भने, उच्च डिजेल कर प्रणाली भएको क्षेत्रमा ४ देखि ५०,००० किलोमिटर / वर्ष सम्मको विद्युतीय बस लागत प्रतिस्पर्धी हुन्छ।