Будущее впереди. Как литий-ионные аккумуляторы изменят будущее?

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

В последние несколько десятилетий электромобили получат широкомасштабное развитие. По прогнозу МЭА, к 2030 году мировое количество гарантированных электромобилей увеличится с 3,7 млн ​​в 2017 году до 130 млн, а годовой объем продаж достигнет 2,3%.

1,5 миллиона. При таком сценарии годовая мощность новых аккумуляторных батарей увеличится с 68 ГВт W11 в 2017 году до 775 ГВт, из которых 84% будет использоваться в легковых автомобилях.

Спрос на мою страну, ЕС, Индию и США составил 50%, 18%, 12% и 7% соответственно. За последние два десятилетия, с увеличением масштабов производства, технология литий-ионных аккумуляторов основных аккумуляторов электромобилей значительно усовершенствовалась, цена резко упала, так что стоимостные показатели электромобилей начинаются с топливных автомобилей. Ключевые факторы привода С 1990 года литий-ионные аккумуляторы широко используются в бытовой электронике, системах хранения энергии (бытовых, коммунальных) и электродвигателях.

С ростом масштабов производства его производительность значительно улучшилась, а цена существенно снизилась. Будущее. Химические материалы.

На производительность аккумулятора влияют поляризационные материалы. Материал катода плотно включает литий-никелевый марганцевый кобальт (NMC), литий-никелевый кобальт-алюминиевый оксид (NCA), литий-марганцевый оксид (LMO) и литий-железо-фосфат (LFP); большая часть материала анода использует графит, в тяжелых транспортных средствах срок службы циркуляции, титанат лития (LTO). Технологии NMC и NCA, которые обеспечивают более высокую плотность энергии, доминируют на рынке легких аккумуляторов; плотность энергии LFP низкая, но они обладают более высоким сроком службы и показателями безопасности, поэтому их стремятся использовать в тяжелых электромобилях (например, легковых автомобилях) химические материалы.

Химические материалы оказывают большое влияние на стоимость аккумуляторов, поскольку в них используются различные химические материалы, и разница в цене между ними может достигать 20%. Емкость и размер аккумулятора. Емкость аккумулятора электромобиля сильно различается, емкость аккумулятора трех небольших электромобилей в моей стране составляет 18.

3 ~ 23 кВтч; емкость аккумуляторов средних автомобилей в Европе и Северной Америке составляет 23 ~ 60 кВтч; емкость аккумуляторов больших автомобилей составляет 75 ~ 100 кВтч. Чем больше емкость аккумулятора, тем ниже стоимость. Подсчитано, что стоимость электроэнергии, потребляемой аккумуляторной батареей мощностью 70 кВт, на 25% ниже, чем у 30 кВт.

Масштаб обработки. Еще одним важным фактором является масштаб обработки Чжан Да для реализации экономии за счет масштаба. В настоящее время типичный диапазон производства составляет около 0.

5 ~ 8 Дж/год, большая часть выработки составляет около 3 ГВт/год. Исходя из типичной мощности одного электромобиля, составляющей 20 ~ 75 кВтч, рассчитана производительность одного завода, эквивалентная обработке 6000–400 000 аккумуляторных батарей в год. В настоящее время в Германии, США, Индии и других странах строятся новые крупные заводы по производству аккумуляторов, включая Super Factory, когда годовая мощность Tesla достигнет 35 ГВт.

Скорость зарядки. Современная технология позволяет заряжать аккумулятор на 80% за 40–60 минут. Это обращение добавило сложности конструкции батареи, например, уменьшило толщину электрода, что увеличит стоимость батареи; уменьшило плотность энергии батареи, тем самым сократив срок ее службы.

В заявлении Министерства энергетики США говорится, что изменение конструкции аккумулятора для обеспечения зарядки мощностью 400 киловатт приведет к увеличению стоимости аккумулятора. Основная тенденция материальной революции будет основана на разложении МЭА, и литий-ионный аккумулятор по-прежнему будет доминировать в течение двадцати лет, но его химические материалы будут постепенно меняться. До 2025 года будет разработано новое поколение литий-ионных аккумуляторов с низким содержанием кобальта, высокой плотностью энергии и катодом литий-никелево-марганцево-кобальтовый (NMC) 811 и т. д.

поступит в массовое производство. В графитовый анод добавляется небольшое количество кремния, и плотность энергии может быть увеличена на 50%, в то время как электролитная соль, способная выдерживать более высокое напряжение, также поможет улучшить производительность. В период с 2025 по 2030 год металлический литий будет использоваться в качестве катода, а композитный материал на основе графита и кремния для анода, литий-ионный аккумулятор может выйти на стадию проектирования и даже может быть внедрен твердый электролит для дальнейшего повышения плотности энергии и безопасности аккумулятора.

Кроме того, литий-ионная технология может быть заменена другими по плотности энергии и более низкими теоретическими затратами, такими как литий-воздух, литий-сера и т. д. Однако уровень развития этих технологий все еще очень низок, а их фактическая эффективность еще только изучается. В статье, опубликованной в журнале Nature 26 июля 2018 года под названием «Десять лет осталось перепроектировать литий-ионные батареи», отмечается, что эволюция производительности и цены литий-ионных батарей происходит медленно.

Таким образом, вышеуказанная проблема вызвана следующими причинами: в кристаллической структуре материала электрода количество заряда, которое может храниться, быстро приближается к теоретическому максимуму; рост рынка вряд ли сможет привести к значительному снижению цен. Хуже того, электродный материал, такой как кобальт и никель, очень редок, а цена высока. Если не произойдет никаких новых изменений, то ожидается, что в 2030–2037 годах (или раньше) снизится спрос на кобальт и никель.

Превышение урожайности. С другой стороны, новые альтернативные электродные материалы, такие как железо, медь, все еще находятся на ранней стадии исследований. В статье содержится призыв к материаловедам, инженерам и финансирующим организациям активизировать исследования электродных материалов на основе железа, меди и других материалов, таких как резервы.

В противном случае масштабное развитие электромобилей будет ограничено. Economic 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,. Что касается цен на аккумуляторы, то есть аккумулятор, который составляет 70-35 кВтч/год, емкость аккумулятора составляет 70 ~ 80 кВтч/год, а стоимость емкости аккумулятора составляет 70 ~ 80 кВтч, и стоимость к 2030 году может быть снижена до 100 ~ 122 долларов США/кВтч, при этом стоимость ЕС (93 долл. США/кВт), моей страны (116 долл. США/кВт) и стоимость Японии (92 долл. США/кВт) очень близки.

Разрыв между стоимостью электромобилей и топливных поездов будет постепенно сокращаться, но стоимость аккумулятора и бензина превышает габариты кузова. Например, цена аккумулятора равна 400 долл./кВтч, электромобили весьма конкурентоспособны, а транспортные средства на топливе будут более экономичными. Если цена на аккумуляторы электромобиля низкая, бензин дорогой, а ежедневный пробег большой, выберите небольшой электромобиль или подключаемый гибридный автомобиль, которые более экономичны, чем малолитражные автомобили.

Например, если цена аккумулятора составляет 120 долл./кВтч, а цена бензина выше, чем сегодня, то чистый электромобиль будет более экономичным выбором независимо от долгосрочного пробега. Если цена аккумулятора равна 260 долл./кВтч, пробег составляет более 35 000 км/год, цена масла достигает 1,5 долл./литр, это более экономичный выбор.

Для больших электробусов, если цена аккумулятора составляет менее 260 долларов США/кВт⋅ч, электробус с пробегом от 4 до 50 000 километров/год является экономически конкурентоспособным в регионе с высокой системой налогообложения дизельного топлива.