עלעקטריש מאַשין נעכטן, הייַנט, מאָרגן: טייל 3
צופרידן
דער טערמין "ליטהיום-יאָן באַטעריז" כיידז אַ ברייט פאַרשיידנקייַט פון טעקנאַלאַדזשיז.
איין זאַך איז זיכער - ווי לאַנג ווי ליטהיום-יאָן עלעקטראָטשעמיסטרי בלייבט אַנטשיינדזשד אין דעם אַכטונג. קיין אנדערע עלעקטראָטשעמיקאַל ענערגיע סטאָרידזש טעכנאָלאָגיע קענען קאָנקורירן מיט ליטהיום-יאָן. די פונט, אָבער, איז אַז עס זענען פאַרשידענע דיזיינז וואָס נוצן פאַרשידענע מאַטעריאַלס פֿאַר די קאַטאָוד, אַנאָוד און עלעקטראָליטע, יעדער פון וואָס האט פאַרשידענע אַדוואַנטידזשיז אין טערמינען פון געווער (די נומער פון אָפּצאָל און אָפּזאָגן סייקאַלז אַרויף צו אַ אַלאַואַבאַל ריזידזשואַל קאַפּאַציטעט פֿאַר עלעקטריק וועהיקלעס. פון 80%), ספּעציפיש מאַכט קווה / קג, פּרייַז ייראָ / קג אָדער מאַכט צו מאַכט פאַרהעלטעניש.
צוריק אין צייט
די מעגלעכקייט פון קעריינג אויס עלעקטראָטשעמיקאַל פּראַסעסאַז אין די אַזוי גערופענע. ליטהיום-יאָן סעלז קומען פון די צעשיידונג פון ליטהיום פּראָטאָנס און עלעקטראָנס פון די ליטהיום קנופּ ביי די קאַטאָוד בעשאַס טשאַרדזשינג. דער ליטהיום אטאם שענקט לייכט איינס פון אירע דריי עלעקטראנען, אבער צוליב דער זעלבער סיבה איז ער שטארק ריאקטיוו און מוז אפגעזונדערט ווערן פון לופט און וואסער. אין די וואָולטידזש מקור, די עלעקטראָנס אָנהייבן צו רירן צוזאמען זייער קרייַז, און די ייאַנז זענען דירעקטעד צו די טשאַד-ליטהיום אַנאָוד און, גייט פארביי דורך די מעמבראַנע, זענען פארבונדן צו אים. בעשאַס די אָפּזאָגן, די פאַרקערט באַוועגונג אַקערז - די ייאַנז צוריקקומען צו די קאַטאָוד, און די עלעקטראָנס, אין קער, פאָרן דורך די פונדרויסנדיק עלעקטריקאַל מאַסע. אָבער, גיך הויך-קראַנט טשאַרדזשינג און פול אָפּזאָגן רעזולטאַטן אין די פאָרמירונג פון נייַ דוראַבאַל קאַנעקשאַנז, וואָס ראַדוסאַז אָדער אפילו סטאַפּס די פונקציע פון די באַטאַרייע. דער געדאַנק הינטער ניצן ליטהיום ווי אַ פּאַרטאַקאַל מענאַדעוו שטאַמט פון די פאַקט אַז עס איז די לייטאַסט מעטאַל און קענען לייכט באַפרייַען פּראָטאָנס און עלעקטראָנס אונטער די רעכט טנאָים. אָבער, סייאַנטיס זענען ראַפּאַדלי פארלאזן די נוצן פון ריין ליטהיום רעכט צו זייַן הויך וואַלאַטילאַטי, זייַן פיייקייַט צו בונד מיט לופט, און פֿאַר זיכערקייַט סיבות.
דער ערשטער ליטהיום-יאָן באַטאַרייע איז באשאפן אין די 1970 ס דורך Michael Whittingham, וואָס געניצט ריין ליטהיום און טיטאַניום סאַלפייד ווי ילעקטראָודז. די ילעקטראָוקימיסטרי איז ניט מער געניצט, אָבער אַקשלי די יסודות פֿאַר ליטהיום-יאָן באַטעריז. אין די 1970 ס, Samar Basu דעמאַנסטרייטיד די פיייקייט צו אַרייַנציען ליטהיום ייאַנז פון גראַפייט, אָבער דאַנק צו די דערפאַרונג פון אַז צייַט, באַטעריז געשווינד זיך-דיסטראַקטאַד ווען טשאַרדזשינג און דיסטשאַרדזשד. אין די 1980 ס, ינטענסיווע אַנטוויקלונג אנגעהויבן צו געפֿינען פּאַסיק ליטהיום קאַמפּאַונדז פֿאַר די קאַטאָוד און אַנאָוד פון באַטעריז, און די פאַקטיש ברייקטרו געקומען אין 1991.
NCA, NCM ליטהיום סעלז ... וואָס טוט דאָס טאַקע מיינען?
נאָך עקספּערימענטינג מיט פאַרשידן ליטהיום קאַמפּאַונדז אין 1991, די השתדלות פון סייאַנטיס זענען קראַונד מיט הצלחה - סאָני אנגעהויבן מאַסע פּראָדוקציע פון ליטהיום-יאָן באַטעריז. דערווייַל, באַטעריז פון דעם טיפּ האָבן די העכסטן רעזולטאַט מאַכט און ענערגיע געדיכטקייַט, און רובֿ ימפּאָרטאַנטלי, אַ באַטייטיק פּאָטענציעל פֿאַר אַנטוויקלונג. דעפּענדינג אויף באַטאַרייע רעקווירעמענץ, קאָמפּאַניעס ווענדן צו פאַרשידן ליטהיום קאַמפּאַונדז ווי די קאַטאָוד מאַטעריאַל. די זענען ליטהיום קאָבאַלט אַקסייד (לקאָ), קאַמפּאַונדז מיט ניקאַל, קאָבאַלט און אַלומינום (נקאַ) אָדער מיט ניקאַל, קאָבאַלט און מאַנגאַנעס (נקם), ליטהיום אייַזן פאָספאַטע (לפפּ), ליטהיום מאַנגאַנעסע ספּינעל (למס), ליטהיום טיטאַניום אַקסייד (לטאָ) און אנדערע. די עלעקטראָליטע איז אַ געמיש פון ליטהיום סאָלץ און אָרגאַניק סאָלוואַנץ און איז ספּעציעל וויכטיק פֿאַר די "מאָביליטי" פון ליטהיום ייאַנז, און די סעפּאַראַטאָר, וואָס איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר פּרעווענטינג קורץ סערקאַץ דורך פּערמיאַבאַל צו ליטהיום ייאַנז, איז יוזשאַוואַלי פּאַליעטאַלין אָדער פּאַליפּראָופּאַלין.
רעזולטאַט מאַכט, קאַפּאַציטעט אָדער ביידע
די מערסט וויכטיק קעראַקטעריסטיקס פון באַטעריז זענען ענערגיע געדיכטקייַט, רילייאַבילאַטי און זיכערקייַט. דערווייַל געשאפן באַטעריז דעקן אַ ברייט קייט פון די מידות און, דיפּענדינג אויף די געניצט מאַטעריאַלס, זיי האָבן אַ ספּעציפיש ענערגיע קייט פון 100 צו 265 וו / קג (און אַ ענערגיע געדיכטקייַט פון 400 צו 700 וו / ל) דער בעסטער אין דעם אַכטונג זענען די NCA באַטעריז און די ערגסט LFPs. די מאַטעריאַל איז אָבער איין זייַט פון די מאַטבייע. צו פאַרגרעסערן ספּעציפיש ענערגיע און ענערגיע געדיכטקייַט, פאַרשידן נאַנאָסטרוקטורעס זענען געניצט צו אַרייַנציען מער מאַטעריאַל און צושטעלן אַ העכער קאַנדאַקטיוואַטי פון די יאָן טייַך. א גרויס נומער פון ייאַנז, "סטאָרד" אין אַ סטאַביל קאַמפּאַונד, און קאַנדאַקטיוואַטי זענען פּרירעקוואַזאַץ פֿאַר פאַסטער טשאַרדזשינג, און אַנטוויקלונג איז דירעקטעד אין די אינסטרוקציעס. אין דער זעלביקער צייט, די באַטאַרייע פּלאַן מוזן צושטעלן די פארלאנגט מאַכט צו קאַפּאַציטעט פאַרהעלטעניש דיפּענדינג אויף די טיפּ פון פאָר. פֿאַר בייַשפּיל, צאַפּן-אין כייבראַדז מוזן האָבן אַ פיל העכער מאַכט-צו-קאַפּאַציטעט פאַרהעלטעניש פֿאַר קלאָר ווי דער טאָג סיבות. די אַנטוויקלונג פון הייַנט זענען פאָוקיסט אויף באַטעריז אַזאַ ווי NCA (LiNiCoAlO2 מיט קאַטאָוד און גראַפייט אַנאָוד) און NMC 811 (LiNiMnCoO2 מיט קאַטאָוד און גראַפייט אַנאָוד). די ערשטע אַנטהאַלטן (אַרויס ליטהיום) וועגן 80% ניקאַל, 15% קאָבאַלט און 5% אַלומינום און האָבן אַ ספּעציפיש ענערגיע פון 200-250 וו / קג, וואָס מיטל אַז זיי האָבן אַ לעפיערעך באגרענעצט נוצן פון קריטיש קאָבאַלט און אַ דינסט לעבן פון אַרויף צו 1500 סייקאַלז. אַזאַ באַטעריז וועט זיין געשאפן דורך טעסלאַ אין זיין גיגאַפאַקטאָרי אין נעוואַדאַ. ווען עס ריטשאַז זיין פּלאַננעד פול קאַפּאַציטעט (אין 2020 אָדער 2021, דיפּענדינג אויף די סיטואַציע), די פאַבריק וועט פּראָדוצירן 35 גווה באַטעריז, גענוג צו מאַכט 500 וועהיקלעס. דערנאָך וועט רעדוצירן די קאָסטן פון באַטעריז.
NMC 811 באַטעריז האָבן אַ ביסל נידעריקער ספּעציפיש ענערגיע (140-200 וו / קג) אָבער האָבן אַ מער לעבן, ריטשינג 2000 פול סייקאַלז, און זענען 80% ניקאַל, 10% מאַנגאַנעס און 10% קאָבאַלט. דערווייַל, אַלע באַטאַרייע מאַניאַפאַקטשערערז נוצן איינער פון די צוויי טייפּס. דער בלויז ויסנעם איז די כינעזיש פירמע BYD, וואָס מאכט LFP באַטעריז. קאַרס יקוויפּט מיט זיי זענען כעוויער, אָבער זיי טאָן ניט דאַרפֿן קאָבאַלט. NCA באַטעריז זענען בילכער פֿאַר עלעקטריק וועהיקלעס און NMC פֿאַר צאַפּן-אין כייבראַדז רעכט צו זייער ריספּעקטיוו אַדוואַנטידזשיז אין טערמינען פון ענערגיע געדיכטקייַט און מאַכט געדיכטקייַט. ביישפילן זענען די עלעקטריק E-גאָלף מיט אַ מאַכט / קאַפּאַציטעט פאַרהעלטעניש פון 2,8 און די צאַפּן-אין כייבריד גאָלף GTE מיט אַ פאַרהעלטעניש פון 8,5. אין נאָמען פון לאָוערינג די פּרייַז, VW בדעה צו נוצן די זעלבע סעלז פֿאַר אַלע טייפּס פון באַטעריז. און נאָך איין זאַך - די גרעסערע די קאַפּאַציטעט פון די באַטאַרייע, די ווייניקער די נומער פון פול דיסטשאַרדזשאַז און טשאַרדזשיז, און דאָס ינקריסיז זייַן דינסט לעבן, דעריבער - די גרעסערע די באַטאַרייע, די בעסער. די רגע קאַנסערנז כייבראַדז ווי אַ פּראָבלעם.
מאַרק טרענדס
דערווייַל, די פאָדערונג פֿאַר באַטעריז פֿאַר טראַנספּערטיישאַן צוועקן יקסידז שוין די פאָדערונג פֿאַר עלעקטראָניש פּראָדוקטן. עס איז נאָך פּראַדזשעקטאַד אַז 2020 מיליאָן עלעקטריק וועהיקלעס פּער יאָר וועט זיין סאָלד גלאָובאַלי אין 1,5, וואָס וועט העלפֿן אַראָפּרעכענען די קאָס פון באַטעריז. אין 2010, די פּרייַז פון 1 קווה פון אַ ליטהיום-יאָן צעל איז געווען וועגן 900 עוראָס, און איצט עס איז ווייניקער ווי 200 עוראָס. 25% פון די פּרייַז פון די גאנצע באַטאַרייע איז פֿאַר די קאַטאָוד, 8% פֿאַר די אַנאָוד, סעפּאַראַטאָר און עלעקטראָליטע, 16% פֿאַר אַלע אנדערע באַטאַרייע סעלז און 35% פֿאַר די קוילעלדיק באַטאַרייע פּלאַן. אין אנדערע ווערטער, ליטהיום-יאָן סעלז ביישטייערן 65 פּראָצענט צו די פּרייַז פון אַ באַטאַרייע. עסטימאַטעד טעסלאַ פּרייסאַז פֿאַר 2020 ווען Gigafactory 1 קומט אין דינסט זענען אַרום 300 € / קווה פֿאַר NCA באַטעריז און די פּרייַז כולל די פאַרטיק פּראָדוקט מיט עטלעכע דורכשניטלעך וואַט און וואָראַנטי. נאָך אַ פערלי הויך פּרייַז, וואָס וועט פאָרזעצן צו אַראָפּגיין איבער צייַט.
די הויפּט ריזערווז פון ליטהיום זענען געפֿונען אין ארגענטינע, באָליוויאַ, טשילע, טשיינאַ, USA, אויסטראַליע, קאַנאַדע, רוסלאַנד, קאָנגאָ און סערביע, און די וואַסט מערהייט איז איצט מיינד פֿון דאַר לאַקעס. ווי מער און מער באַטעריז אָנקלייַבן, די מאַרק פֿאַר מאַטעריאַלס ריסייקאַלד פון אַלט באַטעריז וועט פאַרגרעסערן. מער וויכטיק איז אָבער די פּראָבלעם פון קאָבאַלט, וואָס, כאָטש עס איז אין גרויס קוואַנטאַטיז, איז מיינד ווי אַ ביי-פּראָדוקט אין דער פּראָדוקציע פון ניקאַל און קופּער. טראָץ זיין נידעריק קאַנסאַנטריישאַן אין דעם באָדן, קאָבאַלט איז מיינד אין קאָנגאָ (וואָס האט די גרעסטע פאַראַנען ריזערווז), אָבער אין טנאָים וואָס אַרויסרופן עטיקס, מאָראַל און ינווייראַנמענאַל שוץ.
הי-טעק
עס זאָל זיין דערמאנט אַז די טעקנאַלאַדזשיז וואָס זענען אנגענומען ווי אַ ויסקוק פֿאַר דעם לעבן צוקונפֿט זענען נישט פאַנדאַמענטאַלי נייַ, אָבער זענען ליטהיום-יאָן אָפּציעס. דאָס זענען, למשל, האַרט-שטאַט באַטעריז, וואָס נוצן אַ האַרט עלעקטראָליטע אַנשטאָט פון אַ פליסיק (אָדער געל אין ליטהיום פּאָלימער באַטעריז). די לייזונג פּראָווידעס אַ מער סטאַביל פּלאַן פון די ילעקטראָודז, וואָס ווייאַלייץ זייער אָרנטלעכקייַט ווען ריספּעקטיוו ריספּעקטיוולי. הויך טעמפּעראַטור און הויך מאַסע. דאָס קענען פאַרגרעסערן טשאַרדזשינג קראַנט, ילעקטראָוד געדיכטקייַט און קאַפּאַסאַטאַנס. סאָליד שטאַט באַטעריז זענען נאָך אין אַ זייער פרי בינע פון אַנטוויקלונג און זענען אַנלייקלי צו שלאָגן מאַסע פּראָדוקציע ביז מיטן יאָרצענדלינג.
איינער פון די אַוואָרד-ווינינג סטאַרטאַפּס ביי די 2017 BMW Innovation Technology Competition אין אמסטערדאם איז געווען אַ באַטאַרייע-פּאַוערד פירמע וועמענס סיליציום אַנאָוד ינקריסאַז ענערגיע געדיכטקייַט. ענדזשאַנירז זענען ארבעטן אויף פאַרשידן נאַנאָטעטשנאָלאָגיעס צו צושטעלן גרעסערע געדיכטקייַט און שטאַרקייט ביי ביידע די אַנאָוד און קאַטאָוד מאַטעריאַל, און איין לייזונג איז צו נוצן גראַפענע. די מייקראַסקאַפּיק לייַערס פון גראַפייט מיט אַ איין אַטאָם גרעב און כעקסאַגאַנאַל אַטאָמישע סטרוקטור זענען איינער פון די מערסט פּראַמאַסינג מאַטעריאַלס. די "גראַפענע באַללס" דעוועלאָפּעד דורך באַטאַרייע צעל פאַבריקאַנט סאַמסונג סדי, ינאַגרייטיד אין די קאַטאָוד און אַנאָוד סטרוקטור, צושטעלן העכער שטאַרקייט, לעדוירעס און געדיכטקייַט פון דעם מאַטעריאַל און אַ קאָראַספּאַנדינג פאַרגרעסערן אין קאַפּאַציטעט פון וועגן 45% און פינף מאָל פאַסטער טשאַרדזשינג צייט. קענען באַקומען די סטראָנגעסט שטופּ פון פאָרמולאַ E קאַרס, וואָס קען זיין דער ערשטער צו זיין יקוויפּט מיט אַזאַ באַטעריז.
פּלייַערס אין דעם בינע
די הויפּט פּלייַערס ווי Tier 123 און Tier 2020 סאַפּלייערז, ד"ה צעל און באַטאַרייע מאַניאַפאַקטשערערז, זענען יאַפּאַן (פּאַנאַסאָניק, סאָני, גס יואַסאַ און היטאַטשי וועהיקלע ענערגיע), קארעע (לג קעם, סאַמסונג, קאָקאַם און סק יננאָוואַטיאָן), טשיינאַ (ביד פֿירמע) . , ATL און Lishen) און די USA (טעסלאַ, Johnson Controls, A30 Systems, EnerDel און Valence Technology). די הויפּט סאַפּלייערז פון צעל פאָנעס זענען דערווייַל LG Chem, Panasonic, Samsung SDI (קארעע), AESC (יאַפּאַן), BYD (טשיינאַ) און CATL (טשיינאַ), וואָס האָבן אַ מאַרק טיילן פון צוויי-טערדז. אין דעם בינע אין אייראָפּע, זיי זענען בלויז קעגן די BMZ גרופע פון דייַטשלאַנד און נאָרטהוואָלטה פון שוועדן. מיט די קאַטער פון טעסלאַ ס גיגאַפאַקטאָרי אין XNUMX, דעם פּראָפּאָרציע וועט טוישן - די אמעריקאנער פירמע וועט אַקאַונץ פֿאַר XNUMX% פון די וועלט 'ס פּראָדוקציע פון ליטהיום-יאָן סעלז. קאָמפּאַניעס ווי דיימלער און במוו האָבן שוין געחתמעט קאַנטראַקץ מיט עטלעכע פון די קאָמפּאַניעס, אַזאַ ווי CATL, וואָס איז געבויט אַ פאַבריק אין אייראָפּע.
