鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1013次 | 2018年12月19日
鋰電池發(fā)展決定電動汽車的前途
電動汽車需要功能強(qiáng)大、重量輕、價格實(shí)惠的電池。好的選擇是商業(yè)化的鋰離子電池——它們相對緊湊和穩(wěn)定。但它們?nèi)赃^于笨重和昂貴,無法廣泛使用。
二十年來,可充電鋰離子電池的性能穩(wěn)步提高。電池組所儲存的能量是原來的三倍多,從每升200瓦時增加到700瓦時;成本也下降了30倍,降至每千瓦時150美元左右。但是,這仍高于美國能源部設(shè)定的每千瓦時100美元的負(fù)擔(dān)能力目標(biāo)。一輛電動汽車(50-100千瓦時)仍需要負(fù)載重達(dá)600公斤左右的電池,占用500升空間。
另一方面,隨著傳統(tǒng)技術(shù)接近基本極限,技術(shù)進(jìn)步的步伐正在放緩,因?yàn)樵陔姌O材料晶體結(jié)構(gòu)的間隙中可以儲存的電荷量已接近理論大值。研究人員預(yù)計,接下來市場的增長,并不會大幅降低價格——因?yàn)槭袌鲆呀?jīng)很大了。
研究人員警告說,必須盡快找到鈷、鎳和其他稀有金屬的替代品,以滿足電動汽車電池日益增長的需求,因?yàn)樗鼈兊南∪闭谕聘邇r格:在過去兩年中,鈷、鎳和其他稀有金屬的價格翻了兩番,從每公斤22美元漲到了每公斤81美元。
汽車制造商和政府預(yù)計,到2025年,每年將生產(chǎn)1000萬到2000萬輛電動汽車。如果每個汽車電池需要10公斤的鈷,到2025年,電動汽車每年需要10-20萬噸的鈷——這是世界目前產(chǎn)量的大部分。同樣地,每年需要40-80萬噸鎳,占今天所用金屬的20-40%。當(dāng)卡車、公共汽車、飛機(jī)和船只改用電池供電時,還需要更多的電力。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
如果沒有任何變化,20年內(nèi)需求將超過產(chǎn)量。我們預(yù)計鈷的價格將在2030年前上漲,鎳的價格將在2037年或更早的時候上漲。
到2050年,每年生產(chǎn)5000萬到8000萬輛電動汽車將需要50萬到80萬噸鈷。而從2030年開始,這將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前的采礦能力。同樣,到2050年,鎳的需求量將增加2-3倍。到本世紀(jì)30年代中期,鎳的短缺將很明顯。
而一旦供應(yīng)達(dá)到峰值,電動汽車電池的價格可能會上漲超過1000美元。
鋰離子電池通過在兩個電極之間移動鋰離子來工作,從陽極流向陰極的離子會產(chǎn)生放電電流,為汽車提供動力。而當(dāng)電池充電時,鋰離子會回流。
在如今用于電動汽車的商用電池中,鋰離子被保存在構(gòu)成電極的晶體中的微小空隙中(這些晶體被稱為插層電極)。陽極通常由石墨制成,陰極由金屬氧化物制成。用于電極的材料,特別是稀有金屬,如鈷和鎳,既稀有又昂貴。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
目前有希望的替代方法是在電極中使用轉(zhuǎn)換材料,用銅、鐵、氟化物和硅與鋰離子發(fā)生反應(yīng)。通過轉(zhuǎn)換陰極中的過渡金屬,電池可以容納比標(biāo)準(zhǔn)陰極多6倍的鋰原子。
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