Przyszłość jest powyżej. W jaki sposób baterie litowo-jonowe zmienią przyszłość?

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

W ciągu ostatnich kilku dekad pojazdy elektryczne będą cieszyć się dużym zainteresowaniem. Według prognoz Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA), do 2030 roku globalna gwarancja na pojazdy elektryczne wzrośnie z 3,7 miliona w 2017 roku do 130 milionów, a roczna wielkość sprzedaży osiągnie 2 miliony.

1,5 miliona. W tym scenariuszu roczna pojemność nowych akumulatorów wzrośnie z 68 GW w modelu W11 w 2017 r. do 775 GW, z czego 84% zostanie wykorzystane w samochodach osobowych.

Mój kraj, UE, Indie, USA. Popyt stanowił odpowiednio 50%, 18%, 12% i 7%. W ciągu ostatnich dwóch dekad, wraz ze wzrostem skali produkcji, technologia akumulatorów litowo-jonowych głównego akumulatora pojazdu elektrycznego znacznie się poprawiła, cena gwałtownie spadła, tak że wydajność kosztowa pojazdów elektrycznych zaczyna się od samochodu z paliwem. Kluczowe czynniki napędowe Od 1990 roku akumulator litowo-jonowy jest szeroko stosowany w elektronice użytkowej, magazynowaniu energii (gospodarstwa domowe, zakłady użyteczności publicznej) oraz w przemyśle silników elektrycznych.

Ze względu na skalę produkcji, jej wydajność znacznie się poprawiła, cena zaś znacznie spadła. Przyszły. Materiały chemiczne.

Na wydajność akumulatora wpływają materiały polaryzacyjne. Materiał katody ściśle obejmuje tlenek litowo-niklowo-manganowo-kobaltowy (NMC), tlenek litowo-niklowo-kobaltowo-glinowy (NCA), tlenek litowo-manganowy (LMO) i fosforan litowo-żelazowy (LFP); większość materiału anody wykorzystuje grafit, w ciężkich pojazdach ciężarowych o obiegu zamkniętym tytanian litu (LTO). Technologia NMC i NCA charakteryzuje się wyższą gęstością energii, dominuje na rynku lekkich akumulatorów; gęstość energii LFP jest niska, ale korzysta z dłuższego cyklu życia i wydajności bezpieczeństwa, jest pożądana do wykorzystania w ciężkich pojazdach elektrycznych (tj. samochodach osobowych). Materiał chemiczny.

Materiały chemiczne mają duży wpływ na koszty baterii. Stosowanie różnych materiałów chemicznych powoduje, że różnica w ich cenie może sięgać 20%. Pojemność i rozmiar baterii. Pojemność akumulatorów pojazdów elektrycznych jest bardzo różna, pojemność akumulatorów trzech małych samochodów elektrycznych w moim kraju wynosi 18.

3 ~ 23 kWh; pojemność akumulatorów średniej wielkości w Europie i Ameryce Północnej wynosi 23 ~ 60 kWh; pojemność akumulatorów dużych samochodów wynosi 75 ~ 100 kWh. Im większa pojemność akumulatora, tym niższy koszt. Szacuje się, że koszt energii elektrycznej generowanej przez akumulator o mocy 70 kW jest o 25% niższy niż koszt energii generowanej przez akumulator o mocy 30 kW.

Skala obróbkowa. Kolejnym ważnym czynnikiem jest skala przetwarzania Zhang Da w celu wykorzystania oszczędności skali. Obecnie typowy zakres produkcji wynosi około 0.

5 ~ 8 JW / rok, większość produkcji wynosi około 3 GW / rok. Przyjmuje się, że typowa pojemność pojedynczego pojazdu elektrycznego wynosi 20 ~ 75 kWh, a wydajność pojedynczej fabryki jest równa wyprodukowaniu 6000-400 000 zestawów akumulatorów rocznie. Obecnie w Niemczech, Stanach Zjednoczonych, moim kraju, Indiach i innych miejscach powstają nowe fabryki produkujące większe baterie, w tym Super Factory, kiedy Tesla osiąga moc 35 GW.

Prędkość ładowania. Obecna technologia umożliwia naładowanie akumulatora do 80% w ciągu 40–60 minut. To odwołanie dodatkowo skomplikowało konstrukcję akumulatora, np. poprzez zmniejszenie grubości elektrody, co zwiększy koszty akumulatora i zmniejszy gęstość energii akumulatora, a tym samym skróci jego żywotność.

Oświadczenie Departamentu Energii USA dotyczące zmiany konstrukcji akumulatora w celu umożliwienia ładowania o mocy 400 kilowatów spowoduje wzrost kosztów akumulatora. Główny trend rewolucji materiałowej będzie opierał się na rozkładzie IEA, a bateria litowo-jonowa nadal będzie dominować w ciągu dwudziestu lat, ale jej materiały chemiczne będą się stopniowo zmieniać. Przed rokiem 2025 pojawi się nowa generacja akumulatorów litowo-jonowych o niskiej zawartości kobaltu, wysokiej gęstości energii i katodzie litowo-niklowo-manganowo-kobaltowej (NMC) 811 itp.

wejdzie do masowej produkcji. Do anody grafitowej dodano niewielką ilość krzemu, co pozwoliło zwiększyć gęstość energii o 50%. Ponadto sól elektrolityczna, która wytrzymuje wyższe napięcie, również przyczynia się do poprawy wydajności. W latach 2025–2030 lit metaliczny będzie katodą, a kompozytowy materiał grafitowo-krzemowy anodą. Akumulator litowo-jonowy może wejść w fazę projektowania, a nawet można będzie wprowadzić stałe elektrolity w celu dalszej poprawy gęstości energii i bezpieczeństwa akumulatora.

Ponadto technologię litowo-jonową można zastąpić innymi gęstościami energii i niższymi kosztami teoretycznymi dzięki wykorzystaniu litu, powietrza, litu i siarki itp. Jednak poziom rozwoju tych technologii jest nadal bardzo niski, a ich rzeczywista wydajność jest wciąż przedmiotem badań. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Journal 26 lipca 2018 r. zatytułowanym „TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries” zwrócono uwagę na powolny rozwój wydajności i cen akumulatorów litowo-jonowych.

Przyczyną powyższego problemu jest m.in.: w strukturze krystalicznej materiału elektrody ilość ładunku, który można zmagazynować, szybko zbliża się do teoretycznego maksimum; wzrost na rynku utrudnia kontynuowanie dużych obniżek cen. Co gorsza, materiały elektrodowe, takie jak kobalt czy nikiel, są bardzo rzadkie i drogie. Jeżeli nie nastąpią żadne nowe zmiany, można się spodziewać, że popyt na kobalt i nikiel wzrośnie w latach 2030–2037 (lub wcześniej).

Przekroczenie plonu. Z drugiej strony nowe, alternatywne materiały elektrodowe, takie jak żelazo, miedź i miedź, są wciąż na wczesnym etapie badań. W artykule apeluje się do naukowców zajmujących się materiałami, inżynierów i agencji finansujących o zintensyfikowanie badań nad materiałami elektrodowymi na bazie żelaza, miedzi i innych materiałów, np. rezerw.

W przeciwnym razie masowy rozwój pojazdów elektrycznych będzie ograniczony. Ekonomiczny 掂 掂 影响 因 紧 因 因 因 因 因: 因::: 程: 程: 里 行 里 里 里 里 里 (程 (里 行 里 (里, 里,里, 里 (里, 里,. Jeśli chodzi o ceny akumulatorów, to istnieje akumulator o wydajności 70–35 kWh/rok, pojemność akumulatora wynosi 70–80 kWh/rok, a koszt pojemności akumulatora wynosi 70–80 kWh, a koszt w 2030 r. można obniżyć do 100–122 dolarów amerykańskich/kWh, przy czym w UE (93 USD/kW), moim kraju (116 USD/kW) i Japonii (92 USD/kW) koszt jest bardzo zbliżony.

Różnica między kosztami pojazdów elektrycznych i spalinowych będzie się stopniowo zmniejszać, ale cena akumulatora i benzyny będzie większa niż masa całkowita pojazdu. Na przykład, cena akumulatora wynosi 400 USD/kWh, samochody elektryczne są bardzo konkurencyjne, a pojazdy spalinowe będą bardziej oszczędne. Jeśli cena akumulatorów do samochodów elektrycznych jest niska, cena benzyny wysoka, a dzienny przebieg wysoki, wybierz mały samochód elektryczny lub hybrydę typu plug-in, ponieważ jest on bardziej ekonomiczny niż samochody na małe paliwo.

Przykładowo, cena akumulatora wynosi 120 USD/kWh, a cena benzyny jest wyższa niż obecnie, więc samochód całkowicie elektryczny będzie bardziej ekonomicznym wyborem, niezależnie od długoterminowego przebiegu. Jeśli cena akumulatora wynosi 260 USD/kWh, przebieg wynosi ponad 35 000 kilometrów/rok, a cena ropy naftowej sięga 1,5 USD/litr, jest to bardziej ekonomiczny wybór.

W przypadku dużych autobusów elektrycznych, jeśli cena akumulatora wynosi mniej niż 260 dolarów amerykańskich/kWh, autobus elektryczny o przebiegu od 4 do 50 000 kilometrów rocznie jest konkurencyjny cenowo w regionie o wysokim podatku od oleju napędowego.