Gelecek yukarıda, lityum iyon piller geleceği nasıl değiştiriyor?

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Son birkaç on yılda elektrikli araçlar büyük ölçekte gelişme gösterecek. IEA tahminlerine göre, 2030 yılına gelindiğinde küresel elektrikli araç garantisi 2017&39;deki 3,7 milyondan 130 milyona, yıllık satış hacmi ise 2,1 milyar dolara ulaşacak.

1,5 milyon. Bu senaryoda yıllık yeni pil kapasitesi 2017&39;deki 68 GW W11&39;den 775 GW&39;a çıkacak ve bunun yüzde 84&39;ü hafif otomobillerde kullanılacak.

Ülkem, AB, Hindistan, ABD&39;den gelen talep sırasıyla %50, %18, %12 ve %7 oldu. Son yirmi yılda üretim ölçeğinin büyük olmasıyla birlikte, ana elektrikli araç aküsünün lityum-iyon akü teknolojisi büyük ölçüde iyileştirildi, fiyatı keskin bir şekilde düştü, böylece elektrikli araçların maliyet performansı yakıtlı araçtan başlıyor. Temel Tahrik Faktörleri 1990&39;dan beri lityum iyon pil, tüketici elektroniği, enerji depolama (ev, kamu hizmetleri) ve elektrik motoru endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Üretim ölçeğinin büyüklüğü ile performansı büyük ölçüde iyileşmiş, fiyatı ise önemli ölçüde düşmüştür. Gelecek. Kimyasal maddeler.

Pil performansı polarizasyon malzemelerinden etkilenir. Katot malzemesi sıkı bir şekilde lityum nikel manganez kobalt (NMC), lityum nikel kobalt alüminyum oksit (NCA), lityum manganez oksit (LMO) ve lityum demir fosfat (LFP) içerir; anot malzemesinin çoğu grafit kullanır, ağır taşıtlarda dolaşım ömrü, lityum titanat (LTO). NMC ve NCA teknolojisi enerji yoğunluğu daha yüksek olup, hafif akü pazarına hakim olmuştur; LFP&39;nin enerji yoğunluğu düşük olmasına rağmen daha yüksek çevrim ömrü ve güvenlik performansından yararlanmıştır, ağır elektrikli araçlar (yani binek otomobiller) tarafından kullanılması istenen bir kimyasal malzemedir.

Kimyasal malzemeler pil maliyetleri üzerinde büyük bir etkiye sahip olup, farklı kimyasal malzemeler kullanıldığında aralarındaki fiyat farkı %20&39;lere kadar çıkabiliyor. Pil kapasitesi ve boyutu. Elektrikli araçların akü kapasiteleri çok farklı, ülkemdeki 3 küçük elektrikli aracın akü kapasitesi 18.

3 ~ 23 kWh; Avrupa ve Kuzey Amerika&39;da orta büyüklükteki otomotiv akü kapasitesi 23 ~ 60 kWh; büyük otomobillerin akü kapasitesi 75 ~ 100 kWh&39;dir. Pil kapasitesi ne kadar yüksek olursa maliyet de o kadar düşük olur. 70 kW&39;lık bir Çin akü ünitesinin enerji maliyetinin 30 kW&39;lık bir üniteye göre %25 daha düşük olduğu tahmin edilmektedir.

İşleme ölçeği. Zhang Da&39;nın ölçek ekonomisini gerçekleştirmek için ölçek işlemesi bir diğer önemli faktördür. Şu anda tipik üretim aralığı yaklaşık 0&39;dır.

5 ~ 8 JW / yıl, çıkışın çoğu yaklaşık 3 GW / yıldır. Tipik kapasitesi 20 ~ 75 kWh olan tek bir elektrikli araç hesaplandığında, tek bir tesisin çıktısı yılda 6000-400.000 adet pil takımının işlenmesine eşdeğerdir. Şu anda Almanya, ABD, ülkem, Hindistan ve diğer yerlerde yeni inşa edilen bir dizi büyük pil fabrikası var, Tesla yılı 35 GW&39;a ulaştığında Süper Fabrika da dahil.

Şarj hızı. Mevcut teknoloji ile 40 ~ 60 dakikada %80 şarj edilebiliyor. Bu itiraz, elektrot kalınlığının azaltılması gibi pil tasarımının karmaşıklığını artırarak pil maliyetlerini artıracak; pilin enerji yoğunluğunu azaltarak pilin ömrünü kısaltacaktır.

ABD Enerji Bakanlığı&39;nın yaptığı açıklamaya göre, 400 kilowatt&39;lık şarj kapasitesine sahip bataryaların tasarımı değiştirilecek ve bu durum batarya maliyetlerini artıracak. Malzeme devriminin ana eğilimi IEA&39;nın parçalanmasına dayanacak ve lityum iyon pil yirmi yıl içinde hala hakimiyetini sürdürecek, ancak kimyasal malzemeleri giderek değişecek. 2025 yılına kadar düşük kobaltlı, yüksek enerji yoğunluklu ve katot lityum nikel manganez kobalt (NMC) 811 vb. içeren yeni nesil lityum iyon piller piyasaya sürülecek.

seri üretime girecek. Grafit anot içerisine az miktarda silisyum eklenerek enerji yoğunluğu %50 oranında artırılabiliyor, ayrıca daha yüksek voltaja dayanabilen elektrolit tuzu da performansın artmasına yardımcı oluyor. 2025-2030 döneminde lityum metal katot, anot için grafit/silisyum kompozit malzeme, lityum iyon pil, tasarım aşamasına girebilir ve hatta enerji yoğunluğunu ve pil güvenliğini daha da iyileştirmek için katı elektrolitler bile tanıtılabilir.

Ayrıca lityum iyon teknolojisinin yerini lityum hava, lityum kükürt vb. gibi diğer enerji yoğunlukları ve daha düşük teorik maliyetler alabilir. Ancak bu teknolojilerin gelişme düzeyi henüz çok düşük olup, gerçek performansları henüz araştırılma aşamasındadır. Nature Dergisi&39;nin 26 Temmuz 2018 tarihli sayısında yayımlanan "Lityum-İyon Pilleri Tasarlamak İçin On Yıl Geçti" başlıklı makalede, lityum-iyon pil performans ve fiyatının gelişiminin yavaş ilerlediği belirtiliyor.

Yukarıda belirtilen soruna yol açan sıkışıklıklar şunlardır: elektrot malzemesinin kristal yapısında, depolanabilen yük miktarı teorik maksimuma hızla yaklaşmaktadır; piyasadaki artışın büyük bir fiyat indirimi getirmeye devam etmesi zordur. Daha da kötüsü, kobalt ve nikel gibi elektrot malzemeleri çok nadir bulunuyor ve fiyatları da pahalı. Yeni bir değişim olmazsa 2030-2037 (veya daha erken) yıllarında kobalt ve nikel talebinde artış bekleniyor.

Aşırı verim. Öte yandan demir, bakır, bakır gibi yeni alternatif elektrot malzemeleri henüz erken araştırma aşamasındadır. Makalede, malzeme bilimcileri, mühendisler ve fon sağlayan kuruluşlara demir, bakır ve rezerv gibi diğer malzemelere dayalı elektrot malzemeleri üzerinde araştırma yapmaları çağrısında bulunuluyor.

Aksi takdirde elektrikli araçların geniş çaplı gelişimi kısıtlanacaktır. Ekonomik 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,. Akü fiyatlarına gelince, 70-35 kWh/yıl olan bir akü, 70~80 kWh/yıl kapasiteli akü var, akü kapasitesinin maliyeti de 70~80 kWh, 2030 yılında maliyeti 100~122 ABD doları/kWh&39;e kadar düşebiliyor, AB (93$/kW), ülkemiz (116$/kW) ve Japonya (92$/kW) ile maliyetleri birbirine çok yakın.

Elektrikli araçlar ile yakıtlı trenlerin maliyeti arasındaki uçurum giderek azalacak, ancak batarya ve benzinin fiyatı gövde boyutunu aşacak. Örneğin, batarya fiyatının kWh başına 400 dolar olması, elektrikli otomobillerin çok rekabetçi olması ve yakıt tüketiminin daha ekonomik olması bekleniyor. Elektrikli otomobil akülerinin fiyatı düşük, benzinin fiyatı yüksek ve günlük kilometresi fazla ise küçük yakıtlı otomobillerden daha ekonomik olan küçük elektrikli otomobil veya plug-in hibrit otomobil tercih edilmelidir.

Örneğin batarya fiyatı 120 dolar/kWh ise, benzinin fiyatı bugüne göre yüksekse, uzun vadeli kilometre ne olursa olsun, saf elektrikli otomobil daha ekonomik bir tercih olacaktır. Eğer akü fiyatı 260 dolar/kWh ise, kilometresi 35.000 kilometre/yıldan fazla ise, yağ fiyatı 1,5 dolar/litreye ulaştığında daha ekonomik bir tercih oluyor.

Büyük elektrikli otobüslerde, batarya fiyatı 260 ABD doları/kWh&39;nin altında ise, 4 ila 50 bin kilometre/yıl aralığındaki elektrikli otobüs, yüksek dizel vergi sistemine sahip bölgede maliyet açısından rekabetçi konumdadır.