Framtiden är ovan, hur förändrar litiumjonbatterier framtiden?

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

Under de senaste decennierna kommer elfordon att få en storskalig utveckling. Enligt IEAs prognos kommer den globala elfordonsgarantin 2030 att öka från 3,7 miljoner 2017 till 130 miljoner, och den årliga försäljningsvolymen kommer att nå 2.

1,5 miljoner. I detta scenario kommer den årliga nya batterikapaciteten att öka från 68 GW W11 2017 till 775 GW, varav 84% kommer att användas i lätta bilar.

mitt land, EU, Indien, USA Efterfrågan stod för 50 %, 18 %, 12 % respektive 7 %. Under de senaste två decennierna, med den stora storleken på produktionsskalan, har litiumjonbatteritekniken för det huvudsakliga elfordonsbatteriet förbättrats avsevärt, priset har sjunkit kraftigt, så att kostnadsprestanda för elfordon börjar med bränslebilen. Viktiga drivfaktorer Sedan 1990 har litiumjonbatteriet använts i stor utsträckning inom konsumentelektronik, energilagring (hushåll, allmännyttiga företag) och elmotorindustrin.

Med storleken på produktionen skala, har dess prestanda förbättrats avsevärt, priset är betydande nedgång. Framtida. Kemiska material.

Batteriets prestanda påverkas av polarisationsmaterial. Katodmaterialet är tätt innefattande litiumnickelmangankobolt (NMC), litiumnickelkoboltaluminiumoxid (NCA), litiummanganoxid (LMO) och litiumjärnfosfat (LFP); det mesta av anodmaterialet använder grafit, tunga bilar i det tunga fordonet Cirkulerande livslängd, litiumtitanat (LTO). NMC och NCA-teknik är att energitätheten är högre, dominerade marknaden för lätta batterier; energitätheten för LFP är låg, men den har gynnats av högre livslängd och säkerhetsprestanda, det är en önskan att använda av tunga elfordon (dvs. personbilar) Kemiskt material.

Kemiska material har stor inverkan på batterikostnaderna genom att använda olika kemiska material, och deras prisgap kan nå 20%. Batterikapacitet och storlek. Batterikapaciteten för elfordon är mycket olika, batterikapaciteten för tre små elfordon i mitt land är 18.

3 ~ 23 kWh; Europa och Nordamerikas medelstora bilbatterikapacitet är 23 ~ 60 kWh; stora bilars batterikapacitet på 75 ~ 100 kWh. Ju större batterikapacitet, desto lägre kostnad. Det uppskattas att energikostnaden för en 70 kW kinesisk batterienhet är 25 % lägre än 30 kW.

Bearbetningsskala. Zhang Da bearbetning skala för att förverkliga skalekonomin är en annan viktig faktor. För närvarande är det typiska produktionsintervallet cirka 0.

5 ~ 8 JW / år, det mesta av effekten är cirka 3 GW / år. Enligt den typiska kapaciteten på 20 ~ 75 kWh beräknas det enstaka elfordonet, och effekten från en enda anläggning motsvarar bearbetning av 6 000-400 000 batteripaket per år. För närvarande är Tyskland, USA, mitt land, Indien och andra platser nybyggda ett parti av produktion större batterifabriker, inklusive Super Factory när Tesla år når 35 GW.

Laddningshastighet. Den nuvarande tekniken kan ladda 80 % på 40 ~ 60 minuter. Denna överklagande har lagt till komplexiteten i batteridesignen, som att minska tjockleken på elektroden, vilket kommer att öka batterikostnaderna; minska batteriets energitäthet, vilket förkortar batteriets livslängd.

Ett sönderfallsuttalande från det amerikanska energidepartementet ändrade batteridesignen för att rymma 400 kilowatts laddning kommer att öka kostnaden för batterikostnaderna. Huvudtrenden för materialrevolutionen kommer att baseras på nedbrytningen av IEA, och litiumjonbatteriet kommer fortfarande att dominera inom tjugo år, men dess kemiska material kommer gradvis att förändras. Före 2025, en ny generation av litiumjonbatterier som har låg kobolt, hög energidensitet och katod litium nickel mangan kobolt (NMC) 811, etc.

kommer in i massproduktion. I grafitanoden tillsätts en liten mängd kisel, och energitätheten kan ökas med 50 %, medan elektrolytsaltet som tål högre spänning också hjälper till att förbättra prestandan. Under perioden 2025 till 2030 är litiummetall en katod, grafit/kiselkompositmaterial för anoden, litiumjonbatteriet, kan komma in i designfasen och kan till och med introducera fasta elektrolyter för att ytterligare förbättra energitätheten och batterisäkerheten.

Dessutom kan litiumjonteknik ersättas av andra energitätheter och lägre teoretiska kostnader med litiumluft, litiumsvavel etc. Utvecklingsnivån för dessa tekniker är dock fortfarande mycket låg, och den faktiska prestandan är fortfarande undersökt. Artikeln publicerad i Nature Journal den 26 juli 2018, en artikel med titeln "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" påpekade att utvecklingen av litiumjonbatteriets prestanda och pris är långsam.

Tätningen som sålunda orsakat ovanstående problem inkluderar: i elektrodmaterialets kristallstruktur är mängden laddning som kan lagras snabbt att närma sig det teoretiska maximum; uppgången på marknaden är svårt att fortsätta att ge en stor prissänkning. Ännu värre är att elektrodmaterialet, som kobolt och nickel, är mycket knappt och priset är dyrt. Om det inte finns någon ny förändring förväntas det vara 2030 ~ 2037 (eller tidigare), efterfrågan på kobolt och nickel.

Överskridande avkastning. Å andra sidan är nya alternativa elektrodmaterial, såsom järn, koppar, koppar, fortfarande i ett tidigt forskningsstadium. Artikeln uppmanar materialvetare, ingenjörer och finansiärer att öka forskningen om elektrodmaterial baserade på järn, koppar och andra material såsom reserver.

Annars kommer den storskaliga utvecklingen av elfordon att begränsas. ekonomiskt里, 里 (里, 里,. När det gäller batteripriser finns det ett batteri som är 70-35 kWh/år, batterikapaciteten är 70 ~ 80 kWh/år, och kostnaden för batterikapaciteten är 70 ~ 80 kWh, och kostnaden för 2030 kan sänkas till 100 ~ 122 US-dollar/kWh, med EU ($ 93/kW) och mitt land kostnaden för 1 $/kW. Japan ($ 92 / kW) är mycket nära.

Gapet mellan kostnaden för elfordon och bränsletåg kommer gradvis att minska, men priset på batteriet och bensinen överstiger kroppens storlek. Till exempel är batteripriset lika med $ 400 / kWh, elbilar är mycket konkurrenskraftiga och bränslefordon kommer att vara mer ekonomiska. Om priset på elbilsbatterier är lågt, bensinen har ett högt pris, och den dagliga körsträckan är hög, välj en liten elbil eller laddhybridbil än mindre bränslebilar mer ekonomiska.

Till exempel är batteripriset $ 120 / kWh, priset på bensin är högre än idag, då blir den rena elbilen ett mer ekonomiskt val oavsett den långsiktiga körsträckan. Om batteripriset är lika med $ 260 / kWh, är körsträckan mer än 35 000 kilometer / år, oljepriset når $ 1,5 / liter, är ett mer ekonomiskt val.

För stora elbussar, om batteripriset är mindre än 260 US-dollar/kWh, är elbussen från 4 till 50 000 kilometer/år kostnadskonkurrenskraftig i regionen med högt dieselskattesystem.