Bateria e litiumit: Si të drejtoni të ardhmen

著者：Iflowpower – Fornecedor de estação de energia portátil

Në dekadat e fundit, automjetet elektrike do të marrin një zhvillim në shkallë të gjerë. Sipas parashikimit të IEA, deri në vitin 2030, garancia globale e automjeteve elektrike do të rritet nga 3.7 milionë në 2017 në 130 milionë, dhe vëllimi vjetor i shitjeve do të arrijë në 2.

1.5 milion. Në këtë skenar, kapaciteti vjetor i baterisë së re do të rritet nga 68 GW W11 në 2017 në 775 GW, nga të cilat 84% do të përdoret në makina të lehta.

vendi im, BE, India, SHBA Kërkesa përbënte përkatësisht 50%, 18%, 12% dhe 7%. Gjatë dy dekadave të fundit, me madhësinë e shkallës së prodhimit, teknologjia litium-jon e baterisë kryesore të automjeteve elektrike është përmirësuar shumë, çmimi ka rënë ndjeshëm, kështu që performanca e kostos së automjeteve elektrike fillon me makinën me karburant. Faktorët kryesorë të shtytjes Që nga viti 1990, bateria litium-jon është përdorur gjerësisht në elektronikën e konsumit, ruajtjen e energjisë (shtëpiake, shërbimet komunale) dhe industrinë e motorëve elektrikë.

Me madhësinë e shkallës së prodhimit, performanca e saj është përmirësuar shumë, çmimi është rënie e konsiderueshme. E ardhmja. Materialet kimike.

Performanca e baterisë ndikohet nga materialet e polarizimit. Materialet katodë Të rëndësishme përfshijnë litium nikel mangan kobalt (NMC), litium nikel-kobalt oksid alumini (NCA), oksid litium mangan (LMO) dhe litium hekur fosfat (LFP); pjesa më e madhe e materialit anodë përdor grafit, automobila të rënda në qarkullim, litium titanate (LTO). Avantazhi i rëndësishëm i teknologjisë NMC dhe NCA është një densitet më i lartë i energjisë, dominojnë tregun e baterive të lehta; dendësia e energjisë e LFP është e ulët, por ka përfituar nga performanca më e lartë e ciklit dhe siguria, është një rëndësi e rëndësishme e automjeteve të rënda elektrike (dmth makinave të pasagjerëve) Materiali kimik.

Materialet kimike kanë një ndikim të madh në koston e baterive, duke përdorur materiale të ndryshme kimike, dhe hendeku i tyre në çmim mund të arrijë në 20%. Kapaciteti dhe madhësia e baterisë. Kapaciteti i baterisë së automjeteve elektrike është shumë i ndryshëm, kapaciteti i baterisë së tre automjeteve të vogla elektrike në vendin tim është 18.

3 ~ 23 kWh; Kapaciteti i baterisë së mesme të automobilave në Evropë dhe Amerikën e Veriut është 23 ~ 60 kWh; Kapaciteti i baterisë së makinave të mëdha në 75 ~ 100 kWh. Sa më i madh të jetë kapaciteti i baterisë, aq më i ulët është kostoja. Vlerësohet se kostoja e energjisë së njësisë së baterisë 70 kW është 25% më e ulët se 30 kW.

Shkalla e përpunimit. Zhang Da përpunimit shkallë për të realizuar ekonominë shkallë është një tjetër faktor i rëndësishëm. Aktualisht, diapazoni tipik i prodhimit është rreth 0.

5 ~ 8 JW / vit, shumica e prodhimit është rreth 3 GW / vit. Sipas kapacitetit tipik prej 20 ~ 75 kWh, llogaritet makina e vetme elektrike dhe prodhimi i një impianti të vetëm është i barabartë me përpunimin e 6000-400,000 paketave të baterive në vit. Aktualisht, Gjermania, Shtetet e Bashkuara, vendi im, India dhe vende të tjera janë të sapondërtuara një seri fabrikash më të mëdha të prodhimit të baterive, duke përfshirë Super Factory kur viti Tesla arrin 35 GW.

Shpejtësia e karikimit. Teknologjia aktuale mund të karikojë 80% në 40 ~ 60 minuta. Ky apel ka shtuar kompleksitetin e dizajnit të baterisë, siç është zvogëlimi i trashësisë së elektrodës, gjë që do të shtojë kostot e baterisë; zvogëloni densitetin e energjisë së baterisë, duke shkurtuar kështu jetën e baterisë.

Një deklaratë dekompozimi e Departamentit të Energjisë të SHBA-së ndryshoi modelin e baterisë për të akomoduar 400 kilovat karikim do të rrisë koston e kostove të baterisë. Trendi kryesor i revolucionit material do të bazohet në dekompozimin e IEA, dhe bateria litium-jon do të mbizotërojë ende brenda njëzet viteve, por materialet e saj kimike do të ndryshojnë gradualisht. Para vitit 2025, një gjeneratë e re e baterive me jon litium që kanë kobalt të ulët, densitet të lartë energjie dhe katodë litium nikel mangan kobalt (NMC) 811, etj.

do të hyjë në prodhim masiv. Në anodën e grafitit, shtohet një sasi e vogël silikoni dhe densiteti i energjisë mund të rritet me 50%, ndërsa kripa e elektrolitit që mund t&39;i rezistojë tensionit më të lartë do të ndihmojë gjithashtu në përmirësimin e performancës. Gjatë periudhës 2025 deri në 2030, metali litium është një katodë, material i përbërë grafit / silikon për anodën, baterinë e joneve të litiumit, mund të hyjë në fazën e projektimit dhe madje mund të prezantojë elektrolite të ngurta për të përmirësuar më tej densitetin e energjisë dhe sigurinë e baterisë.

Përveç kësaj, teknologjia e joneve të litiumit mund të zëvendësohet nga dendësi të tjera të energjisë dhe kosto më të ulëta teorike me ajër litium, squfur litium, etj. Megjithatë, niveli i zhvillimit të këtyre teknologjive është ende shumë i ulët, dhe performanca aktuale është ende e hetuar. Artikulli i botuar në Nature Journal të 26 korrikut 2018, një artikull i titulluar "TenyearsleftToredesignlithium-Ion Batteries" vuri në dukje se evolucioni i performancës dhe çmimit të baterisë litium-jon është i ngadalshëm.

Është e rëndësishme që problemet e mësipërme të përfshijnë: në strukturën kristalore të materialit të elektrodës, sasia e ngarkesës që mund të ruhet do të jetë afër maksimumit teorik; madhësia e tregut është e vështirë të vazhdojë të sjellë një ulje të madhe çmimi. Më keq, materiali i elektrodës, si kobalti dhe nikeli, është shumë i pakët, dhe nëse nuk ka ndryshim të ri, pritet të jetë në 2030 ~ 2037 (ose më herët), kërkesa për kobalt dhe nikel tejkalim i rendimentit. Nga ana tjetër, materialet e reja alternative të elektrodës, si hekuri, bakri, bakri, janë ende në një fazë të hershme kërkimore.

Artikulli kërkon që shkencëtarët, inxhinierët dhe agjencitë financuese të materialeve të rrisin kërkimin mbi materialet e elektrodave të bazuara në hekur, bakër dhe materiale të tjera si rezervat. Përndryshe, zhvillimi në shkallë të gjerë i automjeteve elektrike do të kufizohet. Faktorët e rëndësishëm që ndikojnë në koston e automjeteve elektrike dhe automjeteve me karburant përfshijnë: çmimin e baterisë, madhësinë e trupit (duke ndikuar në ekonominë e karburantit dhe madhësinë e baterisë së automjeteve elektrike), çmimet e karburantit dhe kilometrazhin nga viti në vit.

Për sa i përket çmimit të baterisë, ekziston një bateri që është 7.5 deri në 80 kWh / vit, kapaciteti i baterisë është 70 ~ 80 kWh, dhe kostoja e kapacitetit të baterisë është 70-80 kWh, dhe kostoja e vitit 2030 mund të reduktohet në 100 ~ 122 dollarë amerikanë / kWh, me shtetin e BE-së (3 kW / kW) dhe 6 $ kostoja e kostos së Japonisë (92 dollarë / kW) është shumë afër. Hendeku midis kostos së automjeteve elektrike dhe trenave të karburantit do të ulet gradualisht, por çmimi i baterisë dhe benzinës tejkalon madhësinë e trupit të trupit.

Për shembull, çmimi i baterisë është i barabartë me 400 dollarë / kWh, makinat elektrike janë shumë konkurruese dhe automjetet me karburant do të jenë më ekonomike. Nëse çmimi i baterive të makinave elektrike është i ulët, benzina ka një çmim të lartë, kur kilometrazhi është i lartë, zgjidhni një makinë të vogël elektrike ose makinë hibride plug-in sesa një makinë të vogël me karburant më ekonomike. Për shembull, çmimi i baterisë është 120 dollarë / kWh, çmimi i benzinës është më i lartë se sot, atëherë makina e pastër elektrike do të jetë një zgjedhje më ekonomike pavarësisht kilometrazhit afatgjatë.

Nëse çmimi i baterisë është i barabartë me 260 dollarë / kWh, kilometrazhi është më shumë se 35,000 kilometra / vit, çmimi i naftës arrin 1,5 dollarë / litër, është një zgjedhje më ekonomike. Për autobusët e mëdhenj elektrikë, nëse çmimi i baterisë është më pak se 260 dollarë amerikanë / kWh, autobusët elektrikë në 4 deri në 50,000 kilometra / vit janë me kosto konkurruese në zonat me sisteme të taksave të larta të naftës.