Литий ионные аккумуляторы производители: Производители аккумуляторов готовятся к бурному росту

Содержание

Производители аккумуляторов готовятся к бурному росту

Самый яркий и известный пример взрывного роста в секторе литийионных аккумуляторов – «гигафабрика» Tesla в Неваде стоимостью $5 млрд. По оценкам инвестбанка Berenberg, сектору потребуется на порядок увеличить выпуск аккумуляторов, чтобы их мощности выросли с 68 ГВт ч в 2016 г. до 1165 ГВт ч 10 лет спустя.

Восполнить недостающее предложение стремятся прежде всего азиатские компании. Несмотря на всю шумиху вокруг завода Tesla, американская компания аккумуляторы не производит – за это отвечает ее партнер Panasonic (у японской компании есть и самостоятельные проекты в этой области). Другие лидеры отрасли – LG Chem и Samsung SDI, публичные подразделения южнокорейских конгломератов. Они поставляют аккумуляторы Nissan, GM, BMW и другим производителям электромобилей. Наступают на пятки корейцам две китайские компании, намеренные осуществлять поставки на быстрорастущем рынке электромобилей Китая. Это BYD, которая сама выпускает электромобили (8,25% акций компании принадлежат Berkshire Hathaway Уоррена Баффетта), а также Contemporary Amperex Technology, планирующая привлечь $2 млрд во время IPO в Шэньчжэне в ближайшие месяцы.

По оценке Bloomberg New Energy Finance (BNEF), получив деньги на расширение производства, Contemporary Amperex станет крупнейшим производителем литийионных аккумуляторов в мире.

Эти пять азиатских компаний и еще ряд производителей намерены к 2021 г. построить 24 завода общей мощностью выпускаемых аккумуляторов 332 ГВт ч (см. график), указывает Саймон Мурз, управляющий директор Benchmark Mineral Intelligence.

Инвесторы, которые хотят заработать на новой золотой лихорадке, должны ориентироваться на долгосрочную перспективу, пишет The Wall Street Journal (WSJ). Капитальные затраты в секторе велики, тогда как заключаемые контракты предполагают очень маленькую маржу.

Томас Эдисон об аккумуляторах

«Аккумулятор, по моему мнению, – это дешевая сенсация, рассчитанная на привлечение  покупателей, механизм обмана публики акционерными компаниями».

Вести переговоры с автопроизводителями тоже будет трудно. За пределами Китая автомобильная отрасль очень консолидирована, и регуляторы оказывают сильное давление на автокомпании, стимулируя продажи электромобилей, даже если пока это невыгодно.

Франция и Великобритания запретили продажи машин с двигателем внутреннего сгорания с 2040 г. Поэтому выход для автопроизводителей – добиться снижения цен на аккумуляторы.

Помочь производителям батарей должны новые крупные заводы. «Экономия на масштабах здесь имеет решающее значение», – цитирует Bloomberg аналитика BNEF Колина Маккеррачера. Аккумуляторы уже подешевели втрое с $1000 за 1 кВт ч в 2010 г. По оценке BNEF, электромобили смогут составить конкуренцию машинам с двигателем внутреннего сгорания, когда стоимость аккумулятора снизится до $100 за 1 кВт ч. Это может произойти к 2026 г., считают эксперты, выступавшие на этой неделе на конференции BNEF.

Инвесторам стоит обратить внимание и на другой участок цепочки поставок, отмечает WSJ. Самый ценный компонент аккумулятора – катод, поэтому его производители должны быть в определенной степени защищены от сокращения расходов. Японская Sumitomo Metal Mining поставляет Panasonic катоды для аккумуляторов Tesla, остальную часть рынка занимают бельгийская Umicore и еще несколько компаний.

Акции Sumitomo и Umicore с начала года выросли на 38,8 и 42,3%.

Растут и акции компаний, поставляющих другие компоненты для аккумуляторов, в частности японского производителя литиевой соли Stella Chemifa и чилийской Sociedad Quimica y Minera de Chile, которая добывает химикаты и металлы, включая литий. Акции японской Tanaka Chemical, которая выпускает и продает компоненты для аккумуляторов, с мая выросли втрое.

Риск для компаний, работающих с литийионными аккумуляторами, заключается в том, что их может вытеснить принципиально новая технология. В этом году 95-летний профессор Техасского университета Джон Гуденаф, считающийся создателем литийионных батарей, провозгласил прорыв в области твердотельных аккумуляторов. Toyota Motor рассчитывает начать коммерческие продажи машин с твердотельными аккумуляторами в начале 2020-х гг., а британская Dyson намерена через три года выпустить электромобиль с таким аккумулятором. Она объявила об инвестиции 1 млрд фунтов ($1,3 млрд) в разработку машины и аналогичной суммы – аккумулятора.

Производство

Подготовка
воды

Очистка воды
на многоуровневой фильтрующей водоподготовительной
установке.

Приготовление анодной
и катодной смесей

Приготовление анодной
и катодной масс на водной основе
в вакуумных миксерах.

Нанесение
смеси на фольгу

На алюминиевую фольгу в рулонах с обоих сторон наносится катодная смесь, на медную фольгу -
анодная смесь. В процессе нанесения выполняется сушка (удаление излишков воды) нанесённых анодной
и катодной смесей и их адгезия (слипание)
с фольгой.

Разделение
на полосы

Разделение рулона фольги
с нанесенной анодной или катодной смесью на два меньших и равных по ширине рулона.

Каландрирование
рулонов

Разрезанные рулоны анода
и катода прокатывают для уплотнения материала, получения нужной толщины и однородности.

Изготовление
базовых электродов

Вырубка базовых электродов из рулонов с нанесенной анодной и катодной массой.

Сортировка базовых
электродов по весу

Взвешивание и последующая сортировка каждого изготовленного базового электрода.

Формирование
стопки

Последовательная укладка сортированных анодных и катодных электродов в стопку через сепаратор.

Формирование

ядра

Сборка узлов выводных клемм аккумулятора на собранной стопке.

Сушка
ядра

Сушка ядра аккумулятора
в вакуумной печи. Установка ядра в корпус аккумулятора.

Запечатывание
корпуса

Запечатывание корпуса аккумулятора после проведения сушки.

Сушка
аккумулятора

Сушка запечатанного корпуса аккумулятора в вакуумной печи.

Заливка
электролита

Заливка электролита в корпуса аккумулятора через отверстие
для предохранительного клапана.
Установка предохранительного клапана после окончания заливки.

Формовка
аккумулятора

Формирование аккумулятора, испытания малыми силами тока.
Определение параметров аккумулятора.
Испытания аккумулятора большими силами тока.

Нанесение маркировки,
упаковка

Наклейка этикетки со штрих-кодом изделия.
Оформление паспорта.
Упаковка аккумуляторов
в транспортировочную тару.

Складирование
 

Передача упакованных аккумуляторов на склад готовой продукции или отгрузка потребителю.

При поддержке Б. Гейтса производитель аккумуляторов QuantumScape объявил о сделке на 3,3 млрд долл. США

Ожидается, что так называемая сделка SPAC с Kensington Corp. будет завершена в конце 2020 г., и новая компания будет торговать на Нью-Йоркской фондовой бирже под тикером QS.

Сан-Хосе, Калифорния, США, 4 сен - ИА Neftegaz. RU. Производитель аккумуляторов - калифорнийская компания QuantumScape, поддерживаемая Volkswagen Group, планирует выйти на биржу путем обратного слияния со SPAC с компанией Kensington Capital Corp.

Компания по производству аккумуляторов в Сан-Хосе, штат Калифорния, стремится стать поставщиком аккумуляторных батарей для электромобилей в масштабах всей отрасли и недавно стала партнером Volkswagen для производства так называемых твердотельных аккумуляторных элементов.

Твердотельные аккумуляторные батареи рассматриваются как потенциальный фактор, который изменит правила игры для электромобилей, поскольку они обеспечивают высокую производительность и безопасность при невысокой стоимости.
Низкая воспламеняемость, более высокая электрохимическая стабильность, катоды с более высоким потенциалом и более высокая плотность энергии, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов, являются важнейшими характеристиками аккумуляторных батарей для электромобилей нового поколения.

В прототипах батарей QuantumScape используется твердый керамический электролит, который компания считает более безопасной альтернативой жидким электролитам.
Литий-металлический анод, который заменяет анод из графита или кремния, может сократить время зарядки.
Компания утверждает, что аккумулятор можно зарядить на 80 % всего за 15 минут.
Помимо сокращенного времени зарядки, твердотельные батареи также обладают более высокой плотностью энергии, чем их литий-ионные аналоги.
В настоящее время лучшие литий-ионные батареи имеют емкость около 250 Втч/кг, тогда как твердотельные батареи уже превышают 400 Втч/кг.

Еще в июне 2020 г. Volkswagen объявила о дополнительных инвестициях в 200 млн долл. США в американского производителя аккумуляторных батарей, чтобы ускорить разработку твердотельных аккумуляторов.
Volkswagen  уже сотрудничает с QuantumScape с 2012 г. и является крупнейшим акционером из автомобильной отрасли.
Совместное предприятие (СП) QuantumScape-Volkswagen планирует начать производство аккумуляторов где-то в 2024 г.

В 2018 г. в сотрудничестве компаний сделан новый важный шаг.
Volkswagen разработала концептуальный электрокар Audi Aicon с твердотельными ячейками, обеспечившими ему запас хода в 800 км.

Сфера электромобилей становится все более популярной как у розничных, так и у институциональных инвесторов, причем Tesla и Nikola приковывают все внимание к себе.

И это не только Volkswagen, венчурные спонсоры включают Б. Гейтса, Khosla Ventures, Kleiner Perkins и даже The Qatar Investment Authority, суверенный фонд Катара с капиталом 320 млрд долл. США, участвовавший в последнем раунде финансирования.

Ожидается, что так называемая сделка SPAC с Kensington Corp. будет завершена в конце 2020 г., и новая компания будет торговать на Нью-Йоркской фондовой бирже под тикером QS.
SPAC (Special Purpose Acquisition Company) - альтернатива IPO для некоторых стартапов и новый способ привлечения капитала для инвесторов.
Эта замена трудоемкому и длительному IPO стала очень популярна в США.

QuantumScape - молодой стартап, родом из Кремниевой долины.   
Производитель аккумуляторных батарей со штаб-квартирой в г. Сан-Хосе в штате Калифорния, был основана в 2010 г. и с тех пор получил более 200 патентов на технологию батарей с твердым электролитом.
Стартап основан со-основателем и гендиректором Infinera Д. Сингхом (Jagdeep Singh).

Рынок литий-ионных батарей в России — РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА

Разработка, а также внедрение в практику литий-ионных батарей, требует специальных государственных программ поддержки, которые существуют во многих странах. Литий-ионные аккумуляторы дороже аккумуляторов других типов, но они служат в несколько раз дольше, могут запасать больше энергии на единицу массы и объема, удобны в эксплуатации. Во многих странах существует система поддержки таких технологий: гранты ученым-разработчикам, субсидии и льготы производителям электротранспорта и систем накопления энергии на литий-ионных аккумуляторах, льготы при покупке электромобилей и стимулирование использования возобновляемых источников энергии. Еще в 2008 году в Правительство США выделило 2,4 миллиарда долларов на гранты для исследований в области литий-ионных батарей  и продолжает ежегодно выделять субсидии на развитие отрасли. Правительство Германии инвестирует более 1,5 млрд евро в исследования и производство аккумуляторных батарей — ключевой элемент в планируемом переходе страны к чистой энергетике и мобильности. В результате отсутствия государственной поддержки в этом вопросе, число производителей литий-ионных аккумуляторов в России сейчас ограничено. Завод «Лиотех» — это практически единственное предприятие, которое массово производит литий-ионные аккумуляторы для гражданских рынков.

Артем Абакумов, директор центра энергетических технологий «Сколтех», профессор, рассказал о рынке литий-ионных батарей в России, а также о барьерах, мешающих ему развиваться: «В России целый ряд научно-технических инициатив, Аэронет, Автонет, Маринет, Энерджинет, разработали дорожные карты, в которых  прописаны технологические барьеры для накопителей. Самый большой интерес представляет карта НТИ «Автонет», в которой технологический барьер задан в качестве стандарта батарей для электротранспорта. По дорожной карте «Автонет», литий-ионная батарея предполагает преодоление расстояний  электромобилем более 600 км без подзаряда, время подзаряда до 80% не более трех минут, количество циклов заряда не менее 20 000 и температурный режим -50 — +65. Если применить данный стандарт для батареи легкового электромобиля, например, Nissan Leaf, увидим несостыковки. Длина пробега должна вырасти с 160км до 600 км, то есть энергоемкость батареи увеличится с 20 кВтч до 112 кВтч. Такая батарея в домашней электросети должна будет заряжаться 17 часов, а значит потребитель даже за ночь не успеет подзарядить аккумуляторную батарею. На зарядной станции, если мы применим условие зарядки до 80% в течение 3-ех минут, при напряжении 480В, батарея должна заряжаться током 3,7 кА. Ресурс батареи по техническому барьеру должен быть 20 000 зарядно-разрядных циклов, соответственно, срок жизни батареи вырастает до более чем 110 лет. Я плохо себе представляю, как это все возможно. Вышесказанное доказывает, что не существуют одной единственной батареи для  электротранспорта: батарей должно быть очень много, разных характеристик, на разные режимы эксплуатации и условий заряда. Если говорить о производстве батарей для электротранспорта — одним производством тут не обойтись. В России ситуация в этом плане удручающая, даже если учитывать производство литий-ионных батарей для электробусов. Производится совершенно ничтожное количество литий-ионных батарей для рынка. Технологии производства, конкурентоспособность литий-ионных батарей зависят в первую очередь от того, в каком объеме они будут производиться и в каком объеме подготовлен рынок. Причиной отсутствия производства литий-ионных аккумуляторов в России можно назвать малое количество научных групп организаций, работающих в этой области. Также, отсутствие интегрирующих проектов и реальной кооперации между научными группами, обладающими различными компетенциями и отсутствие государственной поддержки создания производства материалов в России для отечественных производителей.  Необходимо существенно увеличить результативность научных исследований в данной области, организовывать конкурсы комплексных проектов,
результатом которых будет демонстрация прототипов, созданных исключительно на отечественных разработках и материалах. С помощью государственной поддержки можно организовать консорциум, объединяющий научные организации, производственные объединения и компании-потребители конечной продукции. Для создания конкурентных зарубежным отечественных серийных производств литий-ионных аккумуляторов необходима разработка отечественных технологий производства материалов, конкурентных зарубежным по цене и качеству. Толчком для разработки отечественных технологий материалов может быть государственная программа малотоннажной химии по производству материалов литий-ионных аккумуляторов для спецтехники. Необходимо повысить заинтересованность компаний, потенциальных крупных потребителей литий-ионных батарей в энергетике и на транспорте, в инвестициях в производство литий-ионных аккумуляторов и батарей».  

К сожалению, быстро развивающийся в мире рынок литий-ионных батарей оставляет Россию на обочине. Россия не является существенным игроком этого рынка ни в мире, ни в своей стране, в основном обеспечивая потребности за счёт импорта. Россия является одним из мировых лидеров по добыче сырья, используемого в производстве материалов для ЛИА — никель, алюминий, медь, углеводороды, графит и литий.

ООО «РЭНЕРА» приобрело 49% акций корейского производителя литий-ионных батарей

ООО «РЭНЕРА» (отраслевой интегратор Росатома по системам накопления энергии, входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») закрыло сделку по приобретению 49% акций южнокорейской компании Enertech International Inc. - производителя электродов, литий-ионных аккумуляторных ячеек и систем накопления энергии различной емкости.

Подписанное соглашение также включает создание в России производства литий-ионных ячеек и систем накопления энергии, мощность которого к 2030 году составит не менее 2 ГВт*ч. Первая очередь запланирована к пуску в 2025 году. Литий-ионные батареи российского предприятия найдут применение в электробусах, электромобилях, спецтехнике и в электросетевом комплексе.

Привлечение технологического партнера является частью стратегической работы Росатома по развитию неядерных бизнесов и производств. Системы накопления энергии – сквозная технология в портфеле неядерных продуктов Госкорпорации, которая позволяет создавать высокотехнологичную продукцию, востребованную в новом технологическом укладе.

«Объединение с технологическим партнером – это стратегически важный этап для развития бизнеса Росатома в сегменте накопителей энергии. Это позволит увеличить производственные мощности, значительно усилит наши компетенции и разработки в области литий-ионных батарей, а также откроет выход на зарубежные рынки. Кроме того, локализация производства в России – это не только новые технологии и продукты, но и новые рабочие места», - отметила президент АО «ТВЭЛ» Наталья Никипелова.

Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее современной и востребованной технологией накопления энергии. Благодаря сочетанию доступной цены и высоких технических характеристик такие батареи стали основным компонентом развития экологичного пассажирского транспорта – электромобилей и электробусов. Создание в России предприятия по выпуску аккумуляторов мирового уровня станет знаковым событием для национального автопрома. Снижение зависимости от импорта, сопутствующих коммерческих рисков и, как результат, удешевление конечной продукции, может стать стимулом для роста производства и широкого распространения российского электротранспорта.

Спрос на системы хранения энергии растет и в электроэнергетике – накопители на литий-ионных аккумуляторах способствуют трансформации энергетического сектора. Эти технологии эффективны для организации бесперебойного энергоснабжения и рационального использования электроэнергии - поскольку позволяют накопить энергию, когда ее много и отдать при дефиците. Они решают проблему стабильности энергосистемы, регулируют колебания мощности, характерные в том числе для развивающегося сегмента возобновляемой энергетики.

Популярность литий-ионных систем хранения обусловлена тем, что по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями они позволяют в несколько раз быстрее накапливать и отдавать энергию, количество их циклов работы в три раза дольше, они компактны и не требуют обслуживания. По прогнозам Bloomberg ежегодный спрос на литий-ионные батареи в ближайшие 10 лет вырастет в 10 раз и уже в 2031-м году составит более 2 тыс. ГВт*ч (2 ТВт*ч).

Пластики по отношению к сроку службы литий-ионных батарей

Производители электромобилей обычно выбирают литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы, так как они позволяют путешествовать на большие расстояния по сравнению с другими технологиями. Несмотря на то, что в этом случае эффект памяти отсутствует, а срок службы таких автомобильных аккумуляторов большой, их следует эксплуатировать в соответствующих условиях.

Литий-ионные батареи впервые использовались для питания камер в начале 1990-х годов и с тех пор стремительно распространились по миру. Их значительным преимуществом по сравнению с гидридными или никель-кадмиевыми батареями является более высокая плотность энергии. Это означает, что они способны накапливать больше энергии на каждый килограмм элемента. Более того, эта технология все еще имеет значительный потенциал развития – по оценкам, батареи этого типа смогут накапливать в два-три раза больше энергии, до 300-350 Вт/кг в течение десятилетия.

При этом они относительно дешевы в производстве. Литий-ионные батареи очень надежны и долговечны, но неблагоприятные условия эксплуатации или хранения могут сократить срок их службы или даже привести к их выходу из строя. Они особенно чувствительны к экстремальным температурам, от которых их защищают современные системы охлаждения автомобилей и компоненты, изготовленные из инновационных пенополипропиленовых (EPP) теплоизоляционных материалов.

Как работают литий-ионные батареи? Конструкция батарей в электромобиле

EPP компоненты в производстве аккумуляторов для электромобилей.

Литий-ионные элементы, используемые в аккумуляторах электромобилей, имеют два электрода - положительный и отрицательный. Они разделены электролитом в виде жидкости, геля или твердого вещества, функция которого заключается в переносе зарядов между ними. Литий-ионные батареи, доступные на рынке, могут различаться по химическому составу и конструкции, однако носителями заряда всегда являются ионы лития. Их производители все еще работают над увеличением плотности энергии, расширением диапазона рабочих температур, сокращением времени зарядки и, прежде всего, над повышением эксплуатационной безопасности.

Цель состоит в том, чтобы предотвратить чрезмерное повышение температуры электролита, которое предотвращается специальными добавками, активными системами охлаждения в автомобиле или инновационными изоляторами, используемыми в конструкции аккумуляторных батарей. Для предотвращения потенциальной опасности вместо больших аккумуляторов электромобили оборудованы стопками до нескольких тысяч маленьких элементов, которые изолированы от других компонентов. Таким образом, даже в случае неисправности одного из них, между отдельными ячейками больше не происходит выделение тепла или короткое замыкание. Штабеля также устанавливаются в автомобилях таким образом, чтобы свести к минимуму их повреждение.

Подробнее: Технологии в аккумуляторах электромобилей – основные типы аккумуляторов

Как продлить срок службы аккумулятора в электромобиле?

Специальные транспортные контейнеры для автомобильных аккумуляторов и чувствительной электроники также изготавливаются из материала EPP.

Срок службы аккумулятора в электромобилях обычно оценивается в 10 лет, что дает около 2500-3500 циклов зарядки. В зависимости от используемой технологии и способа ее применения срок службы может быть еще дольше. Во-первых, не следует допускать полной разрядки аккумулятора. Автомобиль потребляет энергию не только во время движения, но и в состоянии покоя. Простой в несколько месяцев может привести даже к повреждению аккумулятора, поэтому его также следует время от времени заряжать.

С другой стороны, литий-ионный аккумулятор не следует заряжать до 100%. Рекомендуемый уровень заряда аккумулятора составляет 20-80%. На здоровье аккумулятора в идеале влияет зарядка с низким энергопотреблением. Использование быстродействующей зарядной станции электромобиля большой мощности сокращает срок службы аккумулятора.

Другим важным фактором является температура - как жара, так и холод отрицательно влияют на состояние литий-ионного аккумулятора. Допустимый температурный диапазон их работы составляет от 0 до 45°C, последнее значение не должно превышать 30°C. Поэтому изоляционные материалы, используемые в конструкции батареи, так важны для ее состояния. К очень перспективным относится вспененный полипропилен EPP, который уже сегодня используется для производства защитной упаковки для батарей и изоляционных компонентов в аккумуляторных батареях.

Вспененный полипропилен – инновационная изоляция батареи

Литий-ионные батареи, используемые в автомобилях, чувствительны как к тепловым, так и к механическим факторам, поэтому их необходимо хранить, транспортировать и эксплуатировать в условиях, обеспечивающих их максимально долгий срок службы. Материалом, который доказал свою особую эффективность во всех этих областях применения, является вспененный полипропилен (EPP). Он идеально подходит для производства упаковки для транспортировки батарей, так как обладает отличными теплоизоляционными свойствами и эффективно защищает содержимое от механических повреждений.

Упаковка Komebac®, адаптированная к требованиям автомобильной промышленности, может быть адаптирована к форме и размерам литий-ионных батарей во всех отношениях и иметь специальные защитные вставки. Таким образом, батареи на 100% защищены не только от проникновения экстремальных температур при транспортировке, но и от влаги и ударов. Материал идеально поглощает удары, не крошится и не деформируется. Благодаря всему этому, в настоящее время он используется в производстве аккумуляторов, в качестве сырья для изготовления автомобильных аккумуляторных батарей. В настоящее время он используется для производства сепараторов аккумуляторных элементов, специальной изоляции и крепежных рельсов. EPP также является отличным электрическим изолятором, который эффективно предотвращает неконтролируемый поток тока между элементами и выход аккумулятора из строя.

Хотите получить более специализированные знания?

Современные типы литиевых батарей и их использование

С момента изобретения аккумуляторных батарей литиевого типа, они снискали огромную популярность в мире. Практичные, износоустойчивые, рассчитанные на длительный период эксплуатации, эти элементы питания с успехом поддерживают работоспособность не только различной электроники, но и большинства современных индивидуальных транспортных средств с электродвигателями: от складных электровелосипедов и самокатов до гироскутеров, моноколес и сигвеев. Постепенно их берут на вооружение и автомобилестроительные компании, создающие более габаритную технику.

Способствует росту спроса на эту продукцию и тот факт, что в мире постоянно создаются новые виды Li-ion аккумуляторов, возникают более совершенные конструкции, а инженеры постоянно бьются над решением проблемы изобретения долговечной, легкой, экономно расходующей заряд и, в то же время, достаточно мощной батареи.

Самый популярный формат мощного литиевого аккумулятора – литий-ионные. Они поставляются на рынок с разным объемом, с разными токами разряда. Чтобы добиться изменения характеристик батареи, производители прибегают к различным манипуляциям. Например, наращивают слой электродной массы на фольге, чтобы увеличить удельные показатели устройства. Также с этой целью могут корректироваться толщина электрода или сепаратора,

изменяться размеры элементов в составе активной массы, выбираться разные материалы для производства электродов.

Традиционно, те из Li-батарей, которые рассчитаны на работу со стартерами, выполняются с максимальной мощностью, в то время как элементы питания мобильных девайсов и всевозможной электроники делаются с упором на большую емкость.

Типы литиевых батарей

Говоря о классификациях Li-аккумуляторов, в первую очередь стараются разделить их на классы в зависимости от основного активного вещества. Как правило, каждая такая категория разработок имеет собственную формулу и сокращенное название:

  • Сложные литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные батареи, также известные как NCA, изначально были популярны у создателей медицинского оборудования, силовых агрегатов, промышленных установок. Сегодня их активно включают в свои разработки и создатели электрического транспорта.. Данные элементы питания демонстрируют высокую энергоемкость наряду с показательной долговечностью, однако они не выбились еще пока в лидеры по причине своей высокой стоимости и сомнительной безопасности.
  • Литий-марганцевая разработка (в основе – литий-ионная ячейка, дополненная катодом в виде шинели Li-Mn) представляет собой продукт высокой 

    мощности, достаточно безопасный, однако характеризующийся не слишком большой емкостью. Их чаще всего поставляют в качестве комплектующих электровелосипедов: как горных, так и складывающихся. Подобные решения имеют небольшой вес, демонстрируют отличную скорость зарядки, но отличаются не слишком большой долговечностью. Впрочем, совсем недавно ученые сумели совместить литий-марганцевые конструкции с литий-никель-марганец-кобальтовыми, получив, в результате, более продвинутую батарею с хорошей энергоемкостью и продленным сроком службы.

  • Литий-кобальтовые решения актуальны для техники, потребляющей небольшие токи.. В основе этих конструкций лежит анод графитового типа и катод на основе оксида кобальта. Среди достоинств таких АКБ - хорошие показатели удельной энергоемкости и отличная стоимость, в то время как среди минусов числятся малый эксплуатационный период, неустойчивость к пограничным температурам, скромная удельная мощность.
  • АКБ с фосфатом железа, ожидаемо именуемые литий-железо-фосфатными, демонстрируют отменные электрохимические свойства, высокую силу тока, малое внутреннее сопротивление, термоустойчивость. Они не портятся от неправильной эксплуатации, что обеспечивает им длительный срок службы. LiFePo-модули встречаются, преимущественно, в установках, где необходима крайняя выносливость техники, способность переносить большие токи. В частности, они отлично зарекомендовали себя в качестве элемента мощных электровелосипедов. Эти АКБ работают очень долго и отлично выдерживают нагрузки, предоставляя пользователю нужную мощность при сравнительно небольшом весе.
  • Литий-титанатные структуры имеют анод, выполненный из нанокристаллов титаната лития, плюс катод, сделанный из графита. Такое приспособление отличается от аналогов повышенной безопасностью, способностью эксплуатироваться при критичных температурах. Его крайне быстро можно зарядить и несколько дольше использовать, чем классический Li-Ion. Некоторые производители электромобилей уже положили глаз на эти аккумуляторы. Литий титанат актуален для транспорта, который используется в странах с холодным климатом или же в холодное/жаркое время года. Данные АКБ возможно заряжать и разряжать как при -50, так и при +50 градусах Цельсия.
  • Литий-полимерные аккумуляторы задействуют в роли электролита полимерный материал. Сегодня их очень часто можно встретить в конструкциях скутеров, моноколес и велосипедов с электродвигателями, а также в отдельных электромобилях! Данный вид АКБ считается одним из революционных, поскольку он отдает в десятки раз больше тока по сравнению со значением его емкости в ампер-часах. Малый вес, возможность работать в большом диапазоне температур - главные плюсы разработки. Срок ее службы составляет порядка 500 циклов.

Особняком сегодня идут литий-кислородные аккумуляторы, противопоставляемые литий-воздушным. Их называют инновацией на рынке универсальных элементов питания. Это приспособления с небольшим весом, но высокой производительностью, которые базируются на использовании наночастиц, содержащих Li и O2. Эта разработка в одной из последних ее модификаций была избавлена от недостатка быстрой потери энергии, защищена от избыточного заряда, а также продемонстрировала хорошую устойчивость к влаге и внешним воздействиям.

Форматы и размеры литиевых аккумуляторов

В зависимости от конструкции электрода выделяют рулонные системы (скрученные вокруг пластины) и цилиндрические, составленные из набора элементов (традиционная основа призматических батарей). Рулоны просто собирать, но они максимально эффективны только там, где требуются малая емкость и мощность.

Цилиндрические батарейки оснащаются винтовыми борнами или стандартными контактными площадками (в качестве токовыводов). Среди мелкогабаритных наиболее распространены форматы аккумуляторов Li-ion 18650, напоминающие обычные пальчиковые батарейки.

В зависимости от конструкции корпуса различают цилиндрические, призматические устройства, а также оснащенные фольговой оболочкой.

  • Цилиндрический корпус выгоден за счет того, что он обеспечивает минимальное изменение объема элемента питания в ходе его продолжительного использования. Электроды в таких АКБ всего представлены в виде рулонов.

  • Призматические системы могут снабжаться винтовыми борнами или контактными площадками под лепестки. Их очень часто задействуют при сборке электротранспорта, особенно – на заводах компаний азиатского региона.
  • Ламинированная фольга в качестве корпуса стала популярна после широкого распространения литий-полимерных АКБ. В них применяется особый электролит на полимерах с гелем и ионами лития. Это мягкий и гибкий материал, который мало весит и его удобно запаивать в фольгу. Токовыводы у таких аккумуляторов могут быть как на одной стороне, так и на разных.

В зависимости от конкретных задач, которые ставятся перед аккумуляторами, они могут принимать различные формы. Например, для электровелосипедов часто закупается литий ионный аккумулятор тип бутылка – его удобно монтировать на двухколесном транспортном средстве, встраивать в раму.

Размеры литий ионных батарей

Для определения формата аккумулятора литий-ион была разработана универсальная система маркировки АКБ. Каждый элемент питания, попадающий на рынок, обозначается буквенно-циферной комбинацией, в которую закладываются данные о его габаритах, составе, форме. Читать маркировку цилиндрических батарей следует таким образом:

  1. первая пара цифр говорит о диаметре изделия, указанном в миллиметрах;
  2. вторая пара цифр указывает на длину батареи;
  3. последнее значение является ссылкой на форму элемента питания (в случае с наиболее распространенными цилиндрическими устройствами их форма будет обозначена как 0).
Существует множество типоразмеров АКБ формы цилиндр: от небольших 10180 (диаметр – 10 мм, длина – 18 мм) и 10280 (диаметр – 10 мм, длина – 28 мм) до габаритных 32650 (диаметр – 32 мм, длина – 65 мм), 42120 (диаметр – 42 мм, длина – 12 мм).

Обозначение аккумуляторов класса; таблетка несколько иное. На их тип указывают буквы CR, вводимые в начале маркировки, далее следует две цифры – ссылка на диаметр в миллиметрах и еще две последующие – высота изделия (в десятых долях миллиметров).

Для нужд отрасли и упрощения подбора аккумуляторов производителями и покупателями были разработаны специальные сводные таблицы типоразмеров. Заглядывая в них можно увидеть тип, маркировку каждого аккумулятора и схожие с ним типоразмеры. Читая данные таблицы, стоит, однако, принимать во внимание, что указанные в них параметры только примерно отражают характеристики изделий. Например, толщина защитной платы может быть 3 миллиметра, а наружное покрытие значительно больше, чем на стандартных батарейках.

Дополнительно в маркировках производители часто указывают химические элементы, входящие в состав аккумуляторных батарей. Например, согласно общепринятому стандарту, ICR является обозначением кобальта, NCR – никеля и кобальта, IMR – марганца, INR – никеля и марганца.

Например, значение IMR22650, обнаруживаемое на батарейке, указывает на цилиндрическую перезаряжаемую батарею, выполненную на базе марганца, имеющую диаметр 22 миллиметра, а длину – 65 миллиметров.

Если тема литий-ионных АКБ и их разновидностей заинтересовала вас, рекомендуем посмотреть видео, посвященное сравнению видов различных исполнений аккумуляторов:

Перейти в раздел Li-ion аккумуляторов

Топ-11 литиевых и аккумуляторных запасов, которые стоит купить сейчас

В этой статье мы представляем список из лучших 11 литиевых и аккумуляторных складов, которые стоит купить сейчас . Если вы спешите узнать, какие акции участвуют в разработке и поддержке этой технологии будущего, вы можете сразу перейти к , 5 лучших акций литиевых батарей и аккумуляторов, которые можно купить сегодня .

Литиевые батареи - это первичные батареи с металлическим литием в качестве анода, которые в основном добываются в Китае, Южной Америке и Австралии, в то время как Чили является страной с крупнейшими запасами лития в мире.Эти типы батарей также называются литий-металлическими батареями. Они отличаются от других аккумуляторов высокой плотностью заряда (длительным сроком службы) и высокой стоимостью ячейки. Литиевые элементы могут создавать напряжение от 1,5 В (сравнимо с угольно-цинковыми или щелочными батареями) до 3,7 В, в зависимости от конструкции и химических соединений, которые использовались в батарее.

Их можно использовать в портативных потребительских устройствах, таких как смартфоны, умные часы и другие умные устройства. Они также используются в электромобилях, начиная от полноразмерных транспортных средств, таких как радиоуправляемые игрушечные автомобили.Эти типы батарей требуют от 0,15 кг до 0,3 кг лития на кВтч. По своей конструкции эти первичные системы используют заряженный катод, который представляет собой электроактивный материал с кристаллографическими вакансиями, которые постепенно заполняются во время разряда.

Литий-ионный аккумулятор стал наиболее востребованным аккумулятором для электромобилей из-за его меньшего веса, меньшего размера и большей емкости по сравнению с другими аккумуляторами, доступными на рынке. Некоторые из основных производителей литиевых батарей включают CATL, LGChem, BYD и Samsung.

По мере того, как мы вступаем в современную повседневную жизнь, технологический прогресс неоспорим, поэтому ожидается, что спрос на литиевые батареи будет постоянно увеличиваться примерно в 10 раз в период с 2018 по 2030 год. Мировые доходы в 2025 году для литиевых батарей -ионный рынок, как ожидается, превысит 70 миллиардов долларов США. При таком растущем спросе ожидается, что в 2027 году отрасль литий-ионных аккумуляторов вырастет до 87,54 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста 13%.

История продолжается

Увеличение спроса в основном является результатом прогнозируемого бума электромобилей в мире, эксперты прогнозируют, что доля рынка электромобилей вырастет с 2% в 2018 году до примерно 25-35% в год. 2030 г.К этому спросу добавятся портативные потребительские устройства, другие электромобили, не относящиеся к автомобилю, такие как современные электронные велосипеды, электронные трехколесные автомобили, электронные грузовики, электронные автобусы и т. Д., А также другие накопители энергии. В 2025 году его ориентировочная стоимость составит 110 долларов США / кВтч за 1 МВтч аккумуляторной системы хранения энергии.

Эти батареи используются сегодня в самых мощных транспортных средствах с батарейным питанием, таких как Tesla, у которой есть мощная батарея, которая заряжается только электричеством. Он действует как бензин для работы автомобиля в течение определенного периода времени.Другими словами, автомобили Tesla используют литиевые батареи для питания своих суперкаров, поэтому в отличие от других автомобилей, которым требуется бензин, Tesla не требует традиционных топливных фильтров, замены свечей зажигания или даже проверки выбросов. Как и в электромобилях, даже тормозные колодки не подлежат замене, потому что рекуперативное торможение возвращает энергию аккумулятору, что значительно снижает износ тормозов.

С другой стороны, наблюдается неуклонный рост спроса на смартфоны при непрерывном развитии телефонной индустрии.Рынок смартфонов имеет высокие потенциальные темпы роста, в основном в самых густонаселенных странах мира, таких как Индия и Китай. Сообщается, что уровень проникновения смартфонов в этих странах ниже 80%. Поскольку производство смартфонов постоянно растет, спрос на литий-ионные аккумуляторы взамен также увеличивается, что обещает постоянный положительный спрос и прибыль для индустрии литий-ионных аккумуляторов.

В настоящее время в мире добывается примерно 400 000 тонн лития в год, этого достаточно, чтобы привести в действие от 2 до 3 миллионов электромобилей, хотя сейчас только треть этого количества идет на электромобили.Это число должно будет увеличиться, возможно, даже в десять раз, чтобы достичь цели только Tesla, и это даже не принимает во внимание другие производители автомобилей и требования к литиевым батареям.

Хотя во время пандемии Covid-19 промышленность по производству лития и аккумуляторов ослабла из-за снижения спроса на электронные транспортные средства и решений потребителей о покупке портативных потребительских устройств, согласно опросу GlobalData, ожидается, что мировой спрос на литий восстановится с травма от пандемии оценивается в 47 300 тонн в 2020 году до 117 400 тонн в 2024 году.

Чтобы составить наш список лучших запасов лития и аккумуляторов, мы сначала определили все запасы лития и аккумуляторов, которые торгуются на крупной бирже США. Две основные биржи в США, которые мы включили в наш список, - это NASDAQ и NYSE. Эти две биржи отвечают за большую часть биржевой торговли в Северной Америке и во всем мире. Чтобы создать конкретный рейтинг, который поможет вам выбрать, что покупать для лучших акций лития и аккумуляторов, мы использовали настрой хедж-фондов, чтобы измерить потенциал роста этих инвестиционных идей и спрогнозировать движение на рынке.

Наше внутреннее исследование показало, что мы можем определить небольшую группу акций, которые могут превосходить индекс S&P 500 в среднем на двузначные цифры в год, используя данные настроений хедж-фондов. Например, с марта 2017 года наш ежемесячный информационный бюллетень с портфелем акций обошел рынок более чем на 66 процентных пунктов (подробности см. Здесь). Мы также публично делились некоторыми из наших ежемесячных информационных бюллетеней. В октябре мы поделились идеей акций , и она уже выросла более чем на 50%.

Ниже мы представляем вам 11 ведущих акций литиевых и аккумуляторных батарей, которые можно купить сейчас, на основе данных о настроениях наших хедж-фондов. Это самые популярные запасы лития и батарей среди 800+ хедж-фондов, отслеживаемых Insider Monkey:

11. Piedmont Lithium Limited (NASDAQ: PLL)

Количество HF: 0

Общая стоимость HF Holdings: 0

Piedmont Lithium Limited - развивающаяся литиевая химическая компания, которая занимается развитием своего проекта в Северной Каролине. Их цель - стать стратегическим внутренним поставщиком гидроокиси лития для аккумуляторных батарей и других химикатов на растущие рынки электромобилей и аккумуляторов.Он расположен в одном из ведущих регионов мира по разведке лития.

Компания сообщила в своем ежеквартальном отчете за сентябрь 2020 года о подписанном обязательном соглашении с Tesla, Inc. на поставку концентрата сподумена с месторождения Пьемонт в Северной Каролине компании Tesla. Кроме того, в ходе публичного размещения акций в США они собрали в общей сложности 57,5 ​​миллионов долларов, которые они будут использовать для достижения своей цели - стать первым новым производителем гидроксида лития в Америке за последние десятилетия.

10. Lithium Americas Corporation (NYSE: LAC)

Количество HF: 3

Общая стоимость владений HF: 3 миллиона долларов

Корпорация Lithium America сосредоточена на разработке проекта Thacker Pass (который, как предполагается, станет крупнейшим литиевое месторождение в США с ожидаемым сроком эксплуатации 46 лет). Пропуск Такера потенциально может стать ведущим источником лития для недорогостоящего и крупномасштабного производства.

Lithium Americas Corporation завершила 3 ​​квартал с денежными средствами и их эквивалентами в размере примерно 72 млн долларов США, включая 18 млн долларов США, привлеченных из своих кредитных линий для финансирования проекта по производству литиевого соляного раствора Cauchari-Olaroz, находящегося в Аргентине.У компании также был неиспользованный кредит на сумму 184 млн долларов США. На данный момент эта компания воспринимается как спекулятивная инвестиция, и в ней было всего 3 хедж-фонда с позициями в капитале. Самая надежная из этих трех позиций принадлежит ExodusPoint Capital Майкла Гелбанда.

9. Sociedad Quimica Y Minera de Chile (NYSE: SQM)

Количество HF: 12

Общая стоимость активов HF: 115 миллионов долларов

Sociedad Quimica Y Minera de Chile является поставщиком питательных веществ для растений, лития, йода. , и промышленные химикаты.Это крупнейший в мире производитель лития. Его природные ресурсы и основные производственные мощности расположены в пустыне Атакама между I и II регионами Чили.

Выручка компании за последние двенадцать месяцев составила 1,8 миллиарда долларов. Компания также сообщила о прибыли на акцию на уровне 0,01 доллара за третий квартал. Эта компания с рыночной капитализацией в 12 миллиардов долларов имеет 1 миллиард долларов наличными и всего 2 миллиарда долларов долга, что очень мало по сравнению с другими крупными акциями горнодобывающей промышленности. Поскольку это прибыльно, хедж-фонды не опасаются делать ставки на эту южноамериканскую компанию.Driehaus Capital, SailingStone Capital и Oaktree миллиардера Говарда Маркса входят в пятерку крупнейших держателей SQM в нашей базе данных.

8. Livent Corporation (NYSE: LTHM)

Количество HF: 20

Общая стоимость HF Holdings: 61 миллион долларов

Livent Corporation известна как дистрибьютор и производитель литиевых химикатов, эти литиевые химикаты используются для приложений в аккумуляторах, агрохимикатах, аэрокосмических сплавах и других промышленных применениях.

Недавно рейтинговое агентство EcoVadis Global CSR присвоило компании золотой статус 2020 года за показатели устойчивого развития.Таким образом, компания вошла в тройку лидеров среди всех компаний, оцениваемых в этой группе.

Самым крупным держателем хедж-фонда была компания Joho Capital Роберта Карра, в акции которой на конец сентября было инвестировано более 26 миллионов долларов. Joho Capital увеличила свою долю в LTHM на 32% в третьем квартале.

7. EnerSys (NYSE: ENS)

Количество HF: 22

Общая стоимость HF Holdings: 107 миллионов долларов

EnerSys - одно из решений по хранению энергии для промышленных приложений.Они производят и распространяют резервные силовые и двигательные аккумуляторы, зарядные устройства для аккумуляторов, силовые машины, аксессуары для аккумуляторов и решения для корпусов наружного оборудования потребителям во всем мире.

Чистый объем продаж компании за тот же квартал составил 340,8 млн долларов США, что на 0,6% меньше, чем в предыдущем году.

Несмотря на то, что недавняя пандемия повлияла на ее выручку, компания оставалась оптимистичной с сильным денежным потоком после завершения второго квартала. Вот что сказал генеральный директор EnerSys на своей пресс-конференции:

«Мы завершили второй квартал с новым чувством оптимизма, поскольку количество поступающих заказов приблизилось к уровню, предшествующему пандемии.COVID-19 отрицательно повлиял на нашу выручку во втором квартале, но снижение затрат, включая сырьевые товары, привело к еще одному кварталу сильного денежного потока. Мы сгенерировали операционные денежные потоки в размере 217 млн ​​долларов во втором полугодии. Мы продолжаем увеличивать производственные мощности в соответствии со спросом, сводя к минимуму неэффективность производства и одновременно получая выгоду от снижения стоимости сырья. "

6. Johnson Controls, Inc. (NYSE: JCI)

Количество HF: 24

Общая стоимость HF Holdings: 892 миллиона долларов

Johnson Controls International PLC - это многонациональный конгломерат, принадлежащий Ирландии, расположенный в Корке Ирландия, которая производит оборудование для пожаротушения, отопления, вентиляции и кондиционирования, а также оборудование для обеспечения безопасности зданий.Недавно они объявили о предоставлении Министерством энергетики США гранта в соответствии с Законом о восстановлении и реинвестировании Америки (ARRA) на создание отечественных производственных мощностей для современных аккумуляторов для гибридных и электромобилей.

Diamond Hill Capital рассказала о JCI в своем письме инвестору за первый квартал 2020 года. Вот что они сказали:

Диверсифицированная технологическая и промышленная компания Johnson Controls International Компания Johnson Controls Internaional PLC продемонстрировала худшие результаты после публикации разочаровывающих квартальных результатов.Мы по-прежнему считаем, что акции торгуются со значительным дисконтом по сравнению с нашей оценкой внутренней стоимости, и что новая команда менеджеров имеет привлекательную возможность для роста этой внутренней стоимости с течением времени за счет продолжения операционных улучшений и разумного распределения капитала.

Крупнейшим держателем акций хедж-фонда является Citadel Investment Group Кена Гриффина, в акции которой на конец сентября было инвестировано более 241 миллиона долларов США. На втором месте Harris Associates с более чем 237 миллионами долларов США.

Johnson Controls за квартал, закончившийся в сентябре 2020 года, принесла 5,954 млрд долларов США выручки, что на 5,1% меньше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. За двенадцать месяцев, закончившихся в сентябре, выручка составила 22,317 млрд долларов США, что на 6,8% меньше, чем годом ранее.

Нажмите, чтобы продолжить чтение, и посмотрите 5 лучших акций лития и аккумуляторов, которые можно купить сегодня .

Раскрытие: Нет позиций. «Топ-11 литиевых аккумуляторов», которые можно купить сейчас, изначально опубликован на сайте Insider Monkey.

Возможности для производителей литий-ионных аккумуляторов

В 2019 году деятельность по поиску литий-ионных аккумуляторов на Thomasnet.com, а данные о покупателях B2B показали, что двумя ведущими отраслями, определяющими эту тенденцию, являются программное обеспечение и технологии, а также здравоохранение и медицина. Сегодня существует три основных рынка литий-ионных аккумуляторов: транспортные, электронные устройства и стационарные промышленные устройства.

Технологии лежат в основе перехода, и следующие несколько лет принесут значительные изменения в отрасль.

Решоринг Сегодня

По данным IBISWorld, промышленность по производству литиевых батарей, вероятно, столкнется с перебоями в цепочке поставок из-за зависимости отрасли от источников лития и другого сырья в Азиатско-Тихоокеанском регионе и Южной Америке.Но в свете пандемии COVID-19 все больше специалистов по закупкам стремятся переориентировать производственные усилия и искать поставщиков на местном уровне, чтобы удовлетворить потребности рынка.

По данным Министерства энергетики США, производство и разработка аккумуляторов являются обязательными для автомобильной промышленности США, чтобы доминировать на мировом рынке. По состоянию на прошлый год производство литий-ионных элементов является самым мощным в Китае, США и Европе. США являются вторым по величине мировым производителем литий-ионных элементов с дополнительными объектами, которые планируются к строительству или находятся в стадии строительства.Спрос на аккумуляторы и сетевые хранилища высок и сокращает цепочку поставок для производителей США - в настоящее время заводы TeslaPanasonic в Неваде составляют большую часть мировых мощностей США.

Производители могут укрепить свою цепочку поставок с помощью местных партнеров, разместившись на сайте Thomasnet.com

Автомобильная промышленность

Самые большие возможности для производителей литий-ионных аккумуляторов открываются в области электромобилей, и на рынке планируют выйти на рынок привлекательные модели. Например, Apple, возможно, владеет электромобилем и планирует собственную «революционную технологию производства аккумуляторов».«Недавно General Motors объявила о плане инвестировать 2 миллиарда долларов в отечественные сборочные заводы, специализирующиеся на производстве электромобилей, и представила свой совершенно новый электрический Hummer. По данным Министерства энергетики США, до 2030 года электромобили будут доминировать в спросе на литий-ионные батареи.

И пятый ежегодный Долгосрочный прогноз развития электромобилей BloombergNEF сообщает, что более 7 миллионов пассажирских электромобилей на дорогах и электрификации распространяются на другие сегменты автомобильного транспорта, такие как мопеды и скутеры.Чтобы быть на виду у покупателей, ведущих эти изменения, зарегистрируйтесь для бесплатного листинга компании на Thomasnet.com.

Воздействие на окружающую среду

По данным Deloitte, энергетические и промышленные компании ориентированы на будущее с более низким уровнем выбросов углерода. Покупательские привычки конечных потребителей у устойчивых предприятий способствуют принятию новых правил выбросов и приверженности компаний более чистым источникам энергии в долгосрочной перспективе.

Таким образом, некоторые компании-производители аккумуляторов сосредоточены на устранении дорогостоящего и вызывающего споры элемента кобальта из аккумуляторов.Кроме того, Министерство энергетики предлагает налоговый кредит на исследования и эксперименты (кредит на НИОКР) для поддержки инновационных производителей, стремящихся к значительному снижению затрат на аккумуляторы и накопители энергии, энергии, выбросов и повышения производительности.

Подробнее: Как внедрять инновации, не расходуя бюджет на НИОКР

Производители могут конкурировать за новые возможности для бизнеса

Литий-ионные батареи

стратегически используются в различных секторах (оборона, энергетика и службы экстренной помощи).Производители должны проверять содержание своих веб-сайтов и информационные сообщения, чтобы убедиться, что они общаются с покупателями на этих рынках, т.е. создают страницы веб-сайтов о своих возможностях в этих отраслях, соответствующие истории успеха или тематические исследования, а также блоги о том, что покупатели на этих рынках должны знать. из. Например, подумайте о роли вашей компании в обеспечении устойчивости и создайте разнообразный контент (например, видео и графику), который поможет им легче понять ваши усилия.

Производители могут получить видео бесплатно с рекламной программой от Thomas

Компании, которые могут эффективно использовать все новейшие технологии и маркетинговые стратегии в своих процессах, планировании и производстве, будут теми, кто формирует отрасль производства аккумуляторов.

Помимо Tesla и GM, которые являются основными игроками на рынке литий-ионных аккумуляторов, в число других входят Hitachi, Samsung и Panasonic. Ключ к росту - это следить за тенденциями потребителей и поставщиков. Аудитория зарегистрированных пользователей Thomasnet.com включает покупателей из 93% из списка Fortune 1000. Узнайте, какие компании и возможные крупные игроки закупают вашу промышленную продукцию, с помощью бесплатного настраиваемого отчета о покупателях на рынке. Вы также можете достичь стратегических целей отрасли (в Северной Америке и за рубежом), построив свою цепочку поставок и помогая производить материалы, важные для аккумуляторов, с включением в список на Thomasnet.com, где более миллиона покупателей B2B приобретают промышленные товары и услуги.


Примечание редактора. Если вы ищите поставщиков товаров для COVID-19, щелкните здесь, чтобы увидеть этих производителей и дистрибьюторов. Если ваш промышленный бизнес может поддерживать производство товаров первой необходимости для борьбы со вспышкой COVID-19, заполните эту форму, чтобы уведомить нас о вашей доступности и готовности выделить ресурсы. Томас работает с правительственными учреждениями штата и федерального правительства, чтобы помочь производителям мобилизовать товары и услуги.


Другие отраслевые блоги:

На ведущих рынках электромобилей преобладает рост емкости литий-ионных аккумуляторов

Продажи электромобилей с подзарядкой от сети, или PEV, резко выросли, поскольку правительства обезуглероживают свой транспортный сектор и улучшают качество воздуха. В свою очередь, растут инвестиции в литий-ионные батареи, или LIB, для удовлетворения растущего спроса со стороны производства PEV. Поскольку потребление PEV растет в Азии, Европе и Северной Америке, мы наблюдаем большую географическую диверсификацию производственных мощностей LIB, приближая их к точкам производства и продаж автомобилей.

Мы ожидаем, что глобальные производственные мощности LIB увеличатся с 455 ГВтч в 2020 году до 1447 ГВтч в 2025 году при среднегодовом темпе роста 26%. Китай и Европа внесут наибольший вклад в увеличение пропускной способности LIB, так же как эти два региона также станут крупнейшими драйверами глобальных продаж легковых автомобилей PEV.

Продажа электромобилей

Продвижение

PEV подпадает под более широкую повестку дня региона по декарбонизации и энергоэффективности. Электромобили, работающие на чисто аккумуляторных батареях, или BEV, в частности, не производят выбросов из выхлопной трубы и преобразуют энергию для движения транспортного средства более эффективно, чем обычные бензиновые автомобили, согласно U.С. Министерство энергетики.

Политические стимулы сыграли решающую роль в увеличении продаж PEV. Обычно они включают потребительские субсидии для поощрения покупок PEV в сочетании со штрафами производителей за выбросы углерода или производство двигателей внутреннего сгорания в автомобилях.

Наше литиево-кобальтовое агентство CBS в январе 2021 года прогнозирует рост продаж легковых автомобилей PEV с 2,9 миллиона единиц в 2020 году до 9,5 миллиона единиц в 2025 году. В 2020 году Европа обогнала Китай как крупнейший источник роста продаж PEV, что будет способствовать развитию континента, в том числе ЕС-27, Норвегия и США.К. - стать крупнейшим рынком легковых автомобилей с 2021 года.

Мы прогнозируем, что продажи PEV в США вырастут с 0,28 миллиона до 1,05 миллиона в период с 2020 по 2025 год, во главе с 12 штатами, которые приняли программу электромобилей с нулевым уровнем выбросов, а также за счет потенциала роста, который президент Джо Байден выполнил на выборах достижение углеродной нейтральности к 2035 году, замена государственного парка электромобилями и инвестирование в 500 000 зарядных станций для электромобилей, все из которых могут увеличить производство и потребление PEV.

В настоящее время литий-ионные аккумуляторы доминируют в Китае

В настоящее время Китай доминирует в мировом объеме LIB, на долю которого в 2020 году будет приходиться 77%. Тем не менее, мы ожидаем большей географической диверсификации по мере того, как все больше стран станут производителями LIB, особенно в Европе. Мы прогнозируем, что доля Европы в емкости LIB увеличится с 6% в 2020 году до 25% в 2025 году, что снизит прогнозируемую долю Китая до 65%.

Рост инвестиций увеличил емкость LIB в Китае более чем в пять раз в период с 2015 по 2018 год, чтобы удовлетворить рост спроса в результате роста продаж PEV, обусловленного субсидиями.Однако качество продукции у разных производителей LIB существенно различается из-за нехватки поставок высококачественной продукции, поскольку ведущие производители не могут достаточно быстро наращивать мощности и производство; и наоборот, имелась серьезная избыточная емкость LIB на стороне низкого качества.

До 2019 года субсидии применялись только к PEV, оснащенным LIB, произведенными китайскими производителями аккумуляторов, что исключало иностранные производители, такие как LG Chem Ltd., Panasonic Corp. и Samsung SDI Co. Ltd. С 2019 года китайская индустрия LIB была исключена. в фазе консолидации, когда неконкурентоспособные фирмы уходят с рынка, в то время как корейские производители, в частности, увеличили инвестиции в Китай на более равных условиях.

Консолидация увеличила долю шести ведущих производителей в мощностях LIB Китая с 38% в 2017 году до 49% в 2020 году, и мы ожидаем, что эта доля вырастет до 58% в 2025 году. производители со штаб-квартирой включат LG Chem с 2021 года.

Емкость европейских LIB вырастет в 13 раз к 2025 году

Согласно прогнозам, производственная мощность LIB в Европе вырастет с 28 ГВтч в 2020 году до 368 ГВтч в 2025 году в рамках поддерживающей политики, поскольку этот регион обгонит Китай и станет крупнейшим в мире рынком PEV.

По данным Европейского Союза, на легковые автомобили приходится 12% выбросов углекислого газа в регионе. В 2020 году ЕС ужесточил целевой показатель выбросов для новых автомобилей на 27% до 95 граммов углекислого газа на километр и настроен на дальнейшее снижение выбросов с уровня 2021 года на 15% в 2025 году и на 37,5% в 2030 году. привело к тому, что автопроизводители увеличили свои региональные предложения и продажи моделей PEV, чтобы избежать штрафа в размере 95 евро за грамм избыточного CO2. За пределами ЕС U.К. и Норвегия продвигают продажи PEV с помощью субсидий на покупку, благоприятных ставок дорожного налога и запрета продажи новых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания к 2025 и 2030 годам соответственно.

Европа имеет традиции производства автомобилей с ключевыми производственными центрами в Германии, Франции, Великобритании и Италии. Следовательно, в Европе также наблюдался приток инвестиций в емкость аккумуляторных батарей для удовлетворения регионального спроса на производство и продажу полиэтиленовых электродвигателей. К 2025 году в число производителей LIB могут войти пять европейских стран - Чехия, Франция, Германия, Словакия и Швеция.

Наибольшее увеличение мощности до 2025 года включает 100 ГВтч в рамках первой фазы у Tesla Inc. в Германии, LG Chem в Польше с достижением общей мощности 70 ГВтч и Northvolt AB в Швеции и Германии на 48 ГВтч.

Рост мощностей LIB в США замедлится, но к 2025 году все еще увеличится более чем вдвое

Мы ожидаем, что мощность LIB в США увеличится более чем вдвое с 42 ГВтч в 2020 году до 91 ГВтч в 2025 году. Инвестиции осуществляются LG Chem и SK Innovation Co. Ltd.Tesla еще не объявила о мощности для проекта Texas Gigafactory, который остается «темной лошадкой» и может значительно увеличить мощность. Тем не менее, инвестиционный импульс LIB слабее в США, чем в Европе или Китае, в результате сравнительно слабой политической поддержки для PEV на сегодняшний день. Мы ожидаем, что доля США в мировых мощностях снизится с 9% в 2020 году до 6% в 2025 году, поскольку темпы роста мощностей LIB отстают от других регионов.

Локализация производства аккумуляторов

Батарейные блоки

LIB составляют 30-40% от стоимости BEV, что делает их наиболее дорогостоящими компонентами.Автопроизводители все чаще держат производство аккумуляторных батарей собственными силами, поскольку аккумуляторные блоки адаптируются к каждой модели транспортного средства и их транспортировка требует больших затрат из-за веса. Гигантские предприятия Tesla в Шанхае и Неваде используют сторонние элементы для сборки аккумуляторных модулей и блоков.

Производство ячеек

LIB рядом с производством автомобилей и упаковок помогает минимизировать риски цепочки поставок и позволяет улучшить сотрудничество между производителями аккумуляторов и автомобилестроением, одновременно снижая затраты на логистику и повышая безопасность. Кроме того, LIB классифицируются как опасные грузы из-за опасности возникновения пожара и требуют дополнительных испытаний и подготовки перед отправкой в ​​соответствии с международными правилами перевозки.

Аккумуляторы и автопроизводители стремятся снизить стоимость аккумуляторов, применяя целостный подход к проектированию аккумуляторов, от элементов до модулей и блоков. Например, технология производства элементов Contemporary Amperex Technology Co. Ltd. и технология лезвийных аккумуляторов BYD Co. Ltd. пытаются устранить лишнее пространство в аккумуляторных блоках, в то время как Tesla внедряет инновационную технологию без вкладок в конструкции элементов, чтобы снизить затраты и повысить эффективность производства и производительность аккумулятора.

Между производителями аккумуляторов и автопроизводителями также существует значительная жесткость в отношении поставок, что дает существующим поставщикам преимущество первопроходца.Наличие поставщика отдельных элементов для одного и того же аккумуляторного блока обеспечивает большую однородность элементов, что имеет решающее значение для определения безопасности, емкости и долговечности аккумуляторов. У нового поставщика аккумуляторов также длительный период квалификации, что приводит к установлению долгосрочных отношений между производителями аккумуляторов и автопроизводителями. Наконец, поскольку производство аккумуляторных элементов обеспечивает экономию на масштабе, более крупные производители получают выгоду от более низких затрат.

Преимущества непосредственного или интегрированного производства "ячейка-упаковка" в сочетании со стабильностью поставок и экономией на масштабе объясняют тип инвестиций в производственные мощности, происходящие в Европе и США.S. Это, как правило, крупномасштабные проекты, возглавляемые крупнейшими мировыми производителями аккумуляторов, включая CATL и SK Innovation. Многие из них сотрудничают с партнерами-автопроизводителями, такими как LG Chem и General Motors Co. в США, Saft AB и PSA Peugeot Citroën SA во Франции и Германии, а также Northvolt с Volkswagen AG и Bayerische Motoren Werke AG в Европе.

В то время как инвестиции в производство аккумуляторов были обусловлены высокими региональными продажами PEV, в странах-производителях литиевого сырья, которые еще не имеют значительного рынка PEV, который можно было бы интегрировать в производство аккумуляторов, прогресс был гораздо медленнее.

Правительства ведущих стран-производителей лития, включая Чили и Австралию, поощряют увеличение добавленной стоимости за счет развития локальной цепочки поставок аккумуляторов. Чили добилась определенного прогресса до тех пор, пока член консорциума по аккумуляторным батареям не вышел из-за того, что страна не могла поставить достаточное количество гидроксида лития, необходимого для аккумуляторов с более высоким содержанием никеля. Австралия добилась лишь частичного прогресса: проект Energy Renaissance Pty. Ltd. направлен на запуск производства LIB для хранения энергии с середины 2021 года, начиная с мощности 0.066 ГВтч.

Пропускная способность

Global LIB увеличится на 218% в период с 2020 по 2025 год с большей регионализацией ближе к ключевым рынкам PEV. Хотя это можно рассматривать как пример деглобализации, на самом деле глобализация работает наилучшим образом, когда наиболее конкурентоспособные и опытные производители аккумуляторов лучше всего расположены, чтобы уловить рост спроса на LIB на самых быстрорастущих рынках PEV.

Эта статья была опубликована S&P Global Market Intelligence, а не S&P Global Ratings, которое является отдельно управляемым подразделением S&P Global.

Новые возможности для инвестиций в аккумуляторные технологии

Поскольку спрос на мобильные компьютеры и полностью электрические автомобили возрастает, ограничения современной аккумуляторной технологии представляют собой препятствие. Электрическая батарея, изобретенная в 1790-х годах итальянским физиком Алессандро Вольта, была рабочей лошадкой для множества устройств, устройств и машин.

По мере того, как потребительские устройства становятся меньше и их непрерывное использование перед подзарядкой становится все более важным, также становится все более важным, чтобы батареи становились как миниатюрными, так и более энергоэффективными.Это, однако, оказалось технологическим препятствием, которое, если оно будет преодолено, станет важным и прибыльным развитием высокотехнологичной экономики завтрашнего дня.

Аккумуляторная техника

Все электрические батареи основаны на фундаментальной химической реакции восстановления и окисления (окислительно-восстановительный потенциал), которая может происходить между двумя разными материалами. Эти реакции находятся в закрытом и герметичном контейнере. Катод или положительный вывод восстанавливается анодом или отрицательным выводом, где происходит окисление.Катод и анод физически разделены электролитом, который позволяет электронам легко переходить от одного вывода к другому. Этот поток электронов вызывает электрический потенциал, который допускает электрический ток, когда цепь замыкается.

Одноразовые потребительские батареи (известные как первичные батареи), такие как элементы размера AA и AAA, производимые такими компаниями, как Energizer (ENR), используют технологию, которая не подходит для современных приложений. Во-первых, они не перезаряжаемые.В этих так называемых щелочных батареях используются катод из диоксида марганца и цинковый анод, разделенные разбавленным электролитом из диоксида калия. Электролит окисляет цинк на аноде, в то время как диоксид марганца на катоде реагирует с окисленными ионами цинка с образованием электричества. Постепенно в электролите накапливаются побочные продукты реакции, и количество цинка, остающегося для окисления, уменьшается. В конце концов батарея умирает. Эти батареи обычно обеспечивают 1,5 вольта электричества и могут быть подключены последовательно, чтобы увеличить это количество.Например, две последовательно соединенные батарейки типа АА обеспечивают три вольта электричества.

Перезаряжаемые батареи (известные как вторичные батареи) работают примерно так же, используя реакцию восстановительного окисления между двумя материалами, но они также позволяют реакции протекать в обратном направлении. Наиболее часто используемые аккумуляторные батареи на рынке сегодня - это литий-ионные (LiOn), хотя в поисках работоспособной аккумуляторной батареи также были опробованы различные другие технологии, включая никель-металлгидридные (NiMH) и никель-кадмиевые (NiCd).

NiCd были первыми коммерчески доступными перезаряжаемыми батареями для массового использования, но страдали от того, что они допускали лишь ограниченное количество перезарядок. NiMH заменили никель-кадмиевые батареи, и их можно было заряжать чаще. К сожалению, у них был очень короткий срок хранения, поэтому, если они не использовались вскоре после производства, они могли оказаться неэффективными. LiOn-аккумуляторы решили эти проблемы, поскольку они поставляются в небольшом контейнере, имеют длительный срок хранения и допускают много зарядов.Но батареи LiOn не используются чаще всего в бытовой электронике, такой как мобильные устройства и портативные компьютеры. Эти батареи намного дороже, чем одноразовые щелочные батареи, и обычно не имеют традиционных размеров AA, AAA, C, D и т. Д.

Последний тип аккумуляторных батарей, с которым знакомо большинство людей, - это жидкие свинцово-кислотные батареи, которые чаще всего используются в качестве автомобильных аккумуляторов. Эти батареи могут обеспечить большую мощность (как при холодном запуске автомобиля), но содержат опасные материалы, в том числе свинец и серную кислоту, которая используется в качестве электролита.Батареи такого типа следует утилизировать с осторожностью, чтобы не загрязнить окружающую среду и не причинить физический вред лицам, обращающимся с ними.

Целью современных аккумуляторных технологий является создание аккумулятора, который может соответствовать или улучшать характеристики LiOn аккумуляторов, но без больших затрат, связанных с их производством. В семействе литий-ионных аккумуляторов усилия были сосредоточены на добавлении дополнительных ингредиентов для повышения эффективности батареи при одновременном снижении цены.Например, литий-кобальтовые конструкции (LiCoO2) теперь можно найти во многих сотовых телефонах, ноутбуках, цифровых камерах и носимых устройствах. Литий-марганцевые элементы (LiMn2O4) чаще всего используются в электроинструментах, медицинских инструментах и ​​электрических трансмиссиях, например, в электромобилях.

В настоящее время существуют группы, занимающиеся исследованиями и разработками, чтобы повысить производительность литиевых батарей. Воздушно-литиевые батареи (Li-Air) - это захватывающая новая разработка, которая может обеспечить гораздо большую емкость хранения энергии - до 10 раз больше, чем у типичной LiOn батареи.Эти батареи буквально «дышат» воздухом, используя свободный кислород для окисления анода. Хотя эта технология кажется многообещающей, существует ряд технологических проблем, включая быстрое накопление побочных продуктов, снижающих производительность, и проблему «внезапной смерти», при которой батарея перестает работать без предупреждения.

Литий-металлические батареи также представляют собой впечатляющую разработку, обещающую почти в четыре раза большую энергоэффективность, чем нынешняя технология аккумуляторов для электромобилей.Батареи этого типа намного дешевле в производстве, что снижает стоимость продуктов, в которых они используются. Однако проблемы безопасности являются серьезной проблемой, поскольку эти батареи могут перегреться, вызвать возгорание или взорваться в случае повреждения. Другие разрабатываемые новые технологии включают литий-серу и кремний-углерод, но эти элементы все еще находятся на ранних этапах исследований и пока не являются коммерчески жизнеспособными. Есть также несколько разработок, связанных с солнечными батареями.

Инвестиции в аккумуляторные технологии

Если и когда аккумуляторные технологии начнут развиваться в этих захватывающих новых направлениях, это снизит стоимость производства бытовой электроники и электромобилей, таких как производимые Tesla Motors (TSLA).Тесла недавно объявила о строительстве «гигафабрики», чтобы не только производить больше автомобилей, но и производить собственные литий-ионные батареи в сотрудничестве с японским гигантом электроники Panasonic (ADR: PCRFY). Взяв проблему производства аккумуляторов в свои руки, Tesla, возможно, нашла отличный способ привлечь инвестиции как в электромобили, так и в аккумуляторные технологии.

Рынок аккумуляторных технологий в некоторой степени близорук с новыми технологиями, разработками и партнерскими отношениями, которые катапультируют отрасль вперед.Отчет Visiongain «Топ-20 компаний-производителей литий-ионных аккумуляторов за 2018 год» дает обширную информацию о рынке аккумуляторных технологий и его ведущих производителях. Компании в отчете включают следующее:

  • A123 Systems Inc.
  • Корпорация автомобильного энергоснабжения (AESC)
  • Корпорация авиационной промышленности Китая (AVIC)
  • BYD Company Ltd.
  • CBAK Energy Technology Inc.
  • Modern Amperex Technology Ltd (CATL)
  • GS Yuasa Corporation
  • Hefei Guoxuan High-tech Power Energy Co., ООО
  • Hitachi Chemical Co., Ltd.
  • Johnson Controls International Plc.
  • LG Chem
  • Microvast Inc.
  • Корпорация Panasonic
  • Батареи Saft
  • Samsung SDI Co. Ltd.
  • Корпорация TDK / Amperes Technology Ltd (ATL)
  • Тесла Инк.
  • Акционерное общество аккумуляторных батарей Тяньцзинь Лишен
  • Tianneng Power International Ltd
  • Корпорация Toshiba

Другие известные имена в индустрии аккумуляторов включают следующее:

  • Arotech Corp (ARTX) разрабатывает и продает литиевые и воздушно-цинковые батареи и считает U.С. военный среди своих заказчиков.
  • PolyPore Inc. (PPO) производит узкоспециализированные литий-полимерные батареи в основном для промышленного и медицинского применения.
  • Ener1 (OTCMKTS: HEVVQ) - это альтернативная энергетическая компания, у которой есть совместное предприятие с контрольным пакетом акций с Delphi Automotive (DLPH) для создания аккумуляторных решений для электромобилей.
  • Haydale Graphene Industries PLC (LON: HAYD) - британская компания, использующая нанотехнологии и материал графен для производства, среди прочего, батарей на основе графена.
  • Applied Graphene Materials (OTCMKTS: APGMF) также проводит исследования для приложений на основе графена.
  • EnerSys работает от батарей. В настоящее время это крупнейший производитель промышленных аккумуляторов в мире.

Существует также ETF Global X Lithium & Battery Tech (LIT). Этот ETF стремится отслеживать глобальный литиевый индекс Solactive и обеспечивает доступ к диверсифицированному портфелю публично торгуемых компаний, которые сосредоточены в первую очередь на литии, включая добычу лития, очистку лития и использование лития в производстве батарей.На октябрь 2018 г. наибольшие доли участия в LIT ETF включали:

  • FMC CORP 18.06%
  • ALBEMARLE CORP 17.64%
  • SAMSUNG SDI CO LTD 7,40%
  • ЭНЕРСИС 6,91%
  • QUIMICA Y MINERA CHIL-SP 6.62%
  • LG CHEM LTD 5,41%
  • GS YUASA CORP 4.95%
  • PANASONIC CORP 4.60%
  • TESLA INC 4.37%
  • SIMPLO TECHNOLOGY CO LTD 4,24%

Итог

Батарейки для питания всегда были важны в современную эпоху.Однако с появлением мобильных компьютеров и электромобилей их важность будет только расти. Прямо сейчас, например, аккумуляторные блоки питания составляют более половины стоимости автомобиля Tesla.

Из-за их растущего значения исследования новых и лучших перезаряжаемых батарей набирают обороты. Литий-воздушные и литий-металлические батареи могут оказаться важным достижением. Если эти технологии в конечном итоге окупятся, инвестиции в крупные компании, занимающиеся производством аккумуляторов, в производителей литий-ионных аккумуляторов в чистом виде, или косвенное воздействие через производителей металлического лития могут помочь повысить эффективность портфеля в будущем.

В то время как Китай сосредоточен на создании аккумуляторов будущего, Tesla остается единственной американской компанией в гонке

Дублин, 19 октября 2020 г. (ГЛОБАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ) - Отчет «Литий-ионный аккумулятор - траектория глобального рынка и аналитика» был добавлен к предложению ResearchAndMarkets.com.

Прогнозируется, что к 2025 году мировой рынок литий-ионных аккумуляторов достигнет 91,8 миллиарда долларов США за счет их использования в широком спектре приложений для хранения энергии. Среди приложений, которые выделяются как основной драйвер роста, являются электромобили (электромобили).

Литий-ионная аккумуляторная технология имеет ряд важных и явных преимуществ по сравнению с конкурирующими технологиями, такими как высокая плотность энергии; меньшая скорость саморазряда по сравнению с Ni-Cad и NiMH; не требует обслуживания, в отличие от никель-кадмиевых элементов, которые необходимо периодически разряжать для устранения эффекта памяти; легкий по сравнению с другими типами батарей; более высокая термостойкость; быстрая и безопасная зарядка; более долгий срок службы и долговечность; более высокий срок службы от 4000 до 5000 циклов; решает такие проблемы, как потери Пойкерта и провал напряжения, обычно наблюдаемый в свинцово-кислотных аккумуляторах.

В области электромобилей литий-ионные аккумуляторы могут занять доминирующее положение, поскольку они представляют собой наиболее эффективную технологию, доступную на сегодняшний день. с наивысшим кулоновским КПД (CE) в аккумуляторных батареях - более 99%; низкая скорость саморазряда; наибольшее кратное количество циклов перезарядки; легкий по сравнению с другими аккумуляторными технологиями; и увеличенный срок службы и долговечность, эта технология достаточно универсальна, чтобы удовлетворить текущие инженерные потребности разработчиков электромобилей.

Однако литий-ионные аккумуляторы - это не будущее электромобилей.Автомобильная промышленность по-прежнему сосредоточена на разработке совершенной аккумуляторной технологии, способной обеспечить работу электромобилей на большие расстояния. Литий-ионная аккумуляторная технология - это спринтер, который может обеспечивать энергией всего четыре часа, а для долгосрочного успеха электромобилей час - это долгосрочное хранение энергии. Твердотельные батареи и проточные батареи являются основными технологиями, которые могут подорвать рынок, как только они достигнут долгожданного коммерческого прорыва.

Кроме того, литий-ионные аккумуляторы достигают теоретических пределов своего химического состава, что делает повышение плотности энергии все более сложной задачей.За последние 5-8 лет было достигнуто улучшение производительности только на 1-2%. Однако исследователи по-прежнему разделяют мнение о потенциале литий-ионных технологий. Некоторые исследователи экспериментируют с проводящим порошком сажи / угольной пылью, чтобы повысить мощность и плотность энергии этих батарей более чем на 25%.

Гонка за разработкой новых и лучших аккумуляторов все еще продолжается, и другие технологические конкуренты все еще далеко позади, ее литий-ионный день на солнце, поскольку технология достигает зрелости и приближается к своему полному потенциалу, пока не будет нарушена другими конкурирующими альтернативами.По мере роста числа новых заводов по производству литий-ионных аккумуляторов и новых инновационных стартапов, расширяющих границы эффективности литий-ионных аккумуляторов, цены будут продолжать падать, а производительность будет продолжать улучшаться, открывая новые рынки и укрепляя спрос на существующих рынках.

Соединенные Штаты, Европа и Азия представляют собой крупные мировые рынки с общей долей 80,2% рынка. Европа считается самым быстрорастущим рынком с среднегодовым темпом роста 17% за анализируемый период, поскольку к 2023 году регион готовится обогнать Соединенные Штаты по производственным мощностям по производству аккумуляторов.

За ним следует Китай с среднегодовым темпом роста 16,2%, умело используя открывающиеся возможности в Европе, заполняя пробелы в цепочке создания стоимости литий-ионных батарей. Значительный процент строящихся и планируемых заводов по производству аккумуляторов принадлежит китайским и другим азиатским производителям.

Ключевые темы:

1. ОБЗОР РЫНКА

    Литий-ионный аккумулятор
  • : введение
  • Конструкция и типы литий-ионного аккумулятора
  • Преимущества и недостатки литий-ионных аккумуляторов
  • Применения литий-ионных аккумуляторов
  • Литий-ионные аккумуляторы: технология аккумуляторов с расширяющимся применением в секторах бытовой электроники, электромобилей и накопителей энергии
  • NMC: крупнейший сегмент по химическому типу
  • Азиатские страны опережают рост рынка литий-ионных аккумуляторов
  • Китай доминирует в производстве литий-ионных аккумуляторов
  • Мировая производственная мощность литий-ионных аккумуляторов (в ГВтч) за 2019, 2022 и 2025 годы
  • Мировой рынок литий-ионных аккумуляторов: распределение производственных мощностей по странам в 2019 году
  • В мире Рынок литий-ионных аккумуляторов: прогнозируемая доля производственных мощностей в разбивке по странам на 2023 год
  • Мировые литий-ионные аккумуляторы Трубопровод производственной мощности в ГВтч на 2019, 2023 и 2028 годы
  • Ведущие мегазаводы литий-ионных аккумуляторов в мире: ранжируются по емкости хранения в ГВтч в год
  • Топ-10 проектов заводов по производству литий-ионных аккумуляторов
  • Доли на мировом рынке конкурентов
  • Li- Сценарий доли рынка ионных аккумуляторов в мире (в%): 2018
  • Воздействие Covid-19 и надвигающаяся глобальная рецессия

2.ФОКУС НА ВЫБОР ИГРОКОВ

  • BYD Company Ltd. (Китай)
  • CALB USA, Inc. (США)
  • Clarios, Inc. (США)
  • Contemporary Amperex Technology Co. Limited (Китай)
  • GS Yuasa Corporation (Япония)
  • Hitachi Chemical Company, Ltd. (Япония)
  • LG Chem Ltd. (Южная Корея)
  • Lithium Werks BV (Нидерланды)
  • Panasonic Corporation (Япония)
  • Saft Groupe SA (Франция)
  • Компания Samsung SDI Co., Ltd. (Южная Корея)
  • Shenzhen BAK Battery Co., Ltd. (Китай)
  • Toshiba Corporation (Япония)
  • Tesla, Inc. (США)

3. ТЕНДЕНЦИИ НА РЫНКЕ И ДРАЙВЕРЫ

  • Рост продаж электромобилей: значительные возможности для рынка литий-ионных аккумуляторов
  • Глобальные продажи электромобилей (в миллионах единиц) по регионам за 2019, 2025 и 2030 годы
  • Рынок легковых автомобилей в Северной Америке - распределение продаж в тысячах по Тип питания на 2019 и 2025 годы
  • Снижение стоимости аккумуляторных батарей для снижения стоимости электромобилей
  • Мировые автопроизводители уделяют особое внимание обеспечению сырьем для электромобилей
  • Прогнозируемый спрос на металлы и минералы из литий-ионных аккумуляторных батарей, используемых в пассажирских электромобилях, по типам на 2025 и 2030 годы (в тысячах метрических тонн)
  • Растущий интерес к литию для использования в литий-ионных батареях электромобилей
  • В то время как Китай уделяет особое внимание созданию аккумуляторов будущего, Tesla остается единственной компанией в США in Race
  • Аккумуляторы LiFePO4 становятся все более популярными в автомобильной промышленности
  • Производство литий-ионных аккумуляторов для электромобилей: проблемы сохраняются
  • Рынок переработки литий-ионных аккумуляторов: рост экологических проблем и строгая государственная политика способствуют росту
  • Глобальный литий-ионный аккумулятор Рынок вторичной переработки аккумуляторов: доля рынка по регионам / странам в 2019 году
  • Рост продаж электрических автобусов поддерживает спрос на литий-ионные аккумуляторы
  • Мировой рынок литий-ионных аккумуляторов для электрических автобусов: процентная разбивка объема продаж по литий-ионному варианту для 2019 и 2025 гг.
  • Литий-ионные батареи: предпочтительный химический состав аккумуляторных батарей для устройств бытовой электроники
  • Широкое распространение литий-ионных батарей в смартфонах
  • Мировые поставки смартфонов в миллионах единиц за 2011–2018 годы
  • Смартфоны во всем мире приняли Регион (в%): 2018 и 2025 гг.
  • Смартфоны быстро развиваются, L Аккумуляторы i-ion стремятся удовлетворить растущие потребности устройств
  • Среднее время автономной работы некоторых последних моделей смартфонов
  • Литий-ионные аккумуляторы с графеном: замена обычных литий-ионных аккумуляторов, используемых в мобильных телефонах
  • Устойчивое использование литий-ионных аккумуляторов ионные батареи в ноутбуках и ноутбуках
  • Мировые поставки ноутбуков и планшетных ПК (в миллионах единиц) за 2019, 2021 и 2023 годы
  • Литий-ионные батареи набирают обороты в носимых устройствах
  • Мировые поставки носимых устройств в миллионах единиц для Годы 2017, 2019 и 2021
  • Литий-ионные аккумуляторы
  • находят применение в умных домах
  • Литий-ионные аккумуляторы становятся доминирующей технологией для хранения энергии в энергосистеме
  • Быстрый рост рынка возобновляемых источников энергии: возможность для литий-ионных аккумуляторов
  • Мировой рынок солнечной энергии: мощность фотоэлектрических солнечных батарей (в ГВт) и выработка фотоэлектрической энергии (в ТВт-ч) за 2017, 2019, 2021 и 2023 годы
  • Мировой рынок ветроэнергетики: совокупная установленная мощность (в ГВт) за период с 2012 по 2018 год
  • Падение стоимости чистой энергии и литий-ионных аккумуляторов способствует внедрению в системах возобновляемой энергии
  • Приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) для хранения аккумуляторов на море Ветер, береговый ветер и оффшор в долларах / МВтч за 2013, 2015 и 2019 годы
  • Приложение с изменением пикового значения обещает сценарий высокого спроса на литий-ионные батареи
  • Литий-ионные солнечные батареи имеют преимущество перед свинцово-кислотными аккумуляторами для бытовых потребителей солнечной энергии
  • Высокая стоимость и ограниченный срок службы батарей препятствуют внедрению литий-ионных батарей в возобновляемых источниках энергии
  • Увеличение проникновения литий-ионных батарей в центры обработки данных способствует росту рынка
  • Растущее распространение литий-ионных батарей в центрах обработки данных: аккумулятор -на основе резервного копирования (в ГВтч) для литий-ионных аккумуляторов в североамериканских и европейских центрах обработки данных на 2019, 2021, 2023 и 2025 годы
  • Li-ion Batterie s Предложение поддержки для промышленных приложений
  • Использование литий-ионных аккумуляторов в индустрии погрузочно-разгрузочных работ набирает обороты
  • Графен, как чудесный материал, обладает потенциалом для улучшения характеристик литий-ионных аккумуляторов
  • Тенденции ценообразования на литий-ионные аккумуляторы: значительное влияние о внедрении в автомобильной промышленности
  • Цена блока литий-ионных аккумуляторов в долларах / кВтч за годы с 2010 по 2018
  • Цены на литий-ионные аккумуляторы: разбивка цен в долларах / кВтч на комплект и элемент за годы с 2014 по 2018 год
  • Прогноз цен на литий-ионные аккумуляторы: цены в долларах / кВтч на 2020, 2025 и 2030 годы
  • Аккумуляторные стартапы Инвестируйте в литий-ионные аккумуляторы нового поколения
  • Доступность сырья и цены: факторы, имеющие существенное значение для литий-ионных аккумуляторов Рынок
  • Стоимость сырья: наибольшая часть общей стоимости литий-ионной батареи
  • Структура затрат потребительской литий-ионной батареи (в долл. США / кВтч) по компонентам затрат 902 96
  • Запасы и производство лития: жизненно важно для рынка литий-ионных аккумуляторов
  • Мировые запасы лития в тысячах метрических тонн по отдельным странам
  • Мировое производство литиевых рудников в метрических тоннах по странам в 2017 и 2018 годах
  • Высокие цены на кобальт: причина для снижения Снижение себестоимости производства литий-ионных аккумуляторов
  • Основные игроки с растущим влиянием на рынке сырья для LIB
  • Инновации в области материаловедения и емкости, критически важные для создания литий-ионных аккумуляторов следующего поколения
  • Проблемы безопасности и другие недостатки литий-ионных аккумуляторов ионные аккумуляторы: обзор
  • Конкурирующие прорывные аккумуляторные технологии: серьезная проблема для рынка литий-ионных аккумуляторов
  • Несмотря на появление альтернатив, литий-ионные аккумуляторы остаются наиболее многообещающей технологией аккумуляторов для различных приложений
  • Изменения в составе литий-ионных аккумуляторов и Использование компонентов
  • Инновации, достижения и исследования
  • Твердотельный литий-ионный аккумулятор : Более быстрая зарядка и более длительный срок службы
  • Innolith разрабатывает негорючие литий-ионные батареи
  • Исследователи передовые технологии, позволяющие производить негорючие литий-ионные батареи
  • Немецкие исследователи находят синглетный кислород как фактор, вызывающий разрушение литий-ионных аккумуляторов Аккумулятор
  • Nano One выигрывает китайский патент на применение литий-ионных аккумуляторов
  • Природный минерал-молибденит с регулируемым размером Увеличивает емкость и ускоряет перенос ионов в литий-ионных аккумуляторах
  • Ведутся разработки для массового производства собственной технологии литий-ионных аккумуляторов CSIR Lab
  • Министерство энергетики США инициирует исследования по разработке литий-ионных аккумуляторов нового поколения
  • 24M Разработка простых литий-ионных аккумуляторов, способных снизить затраты на электромобили
  • Химики Университета Альберты разрабатывают LIB на основе кремния с 10-кратным увеличением емкости заряда

Для получения дополнительной информации об этом отчете посетите https: // www.researchchandmarkets.com/r/2t13w4

Research and Markets также предлагает услуги Custom Research, обеспечивающие целенаправленное, всестороннее и индивидуальное исследование.

 

Веб-сайт NAE - Литий-ионные батареи и проблемы их производства

Нет ни одной литий-ионной батареи. Благодаря разнообразию доступных материалов и электрохимических пар можно спроектировать аккумуляторные элементы, специфичные для их применения с точки зрения напряжения, степени использования заряда, требований к сроку службы и безопасности.Выбор конкретных электрохимических пар также облегчает расчет соотношений мощности и энергии, а также доступной энергии.

Интеграция в крупноформатную ячейку требует оптимизации производства электродов с рулона на рулон и использования активных материалов. Электроды покрыты металлической фольгой токосъемника в составе композитной структуры из активного материала, связующих и проводящих добавок, что требует тщательного контроля коллоидной химии, адгезии и затвердевания. Но добавленные неактивные материалы и упаковка элементов снижают плотность энергии.Более того, степень пористости и уплотнения электрода может повлиять на характеристики батареи.

Помимо этих проблем с материалами, значительным препятствием на пути широкого внедрения этой технологии является стоимость. Изучаются способы довести батареи от имеющихся в продаже 100 Втч / кг и 200 Втч / л по цене 500 долл. США / кВтч до 250 Втч / кг и 400 Втч / л всего за 125 долл. США / кВтч.

Основы литий-ионных батарей

Литий-ионный аккумулятор стал возможен благодаря открытию оксида лития-кобальта (LiCoO 2 ), который позволяет извлекать ионы лития и создавать большое количество вакансий (без изменения кристалла) вплоть до удаления половины существующие ионы.Спаривание LiCoO 2 с графитом позволяет внедрять ионы лития между слоями графена, которые занимают междоузлия между каждым гексагональным кольцом атомов углерода (Besenhard and Schöllhorn 1976; Mizushima et al. 1980; Whittingham 1976).

Ионы лития перемещаются во время заряда от положительного электрода (катода) через твердый или жидкий электролит к отрицательному электроду (аноду) и во время разряда в противоположном направлении. На каждом электроде ион либо сохраняет свой заряд и внедряется в кристаллическую структуру, занимая промежуточные позиции в существующих кристаллах на стороне анода, либо повторно занимает вакантное место на катоде, которое образовалось, когда ион лития покинул этот кристалл.При переносе иона матрица-хозяин восстанавливается или окисляется, что освобождает или захватывает электрон. 1

Разнообразие катодных материалов

Поиск новых катодных материалов частично вызван серьезными недостатками LiCoO 2 . Аккумулятор имеет внутреннюю температуру 40–70 ° C и может быть подвержен некоторым низкотемпературным реакциям. Но при 105–135 ° C он очень реактивен и является отличным источником кислорода для угрозы безопасности, называемой реакцией теплового разгона , в которой сильно экзотермические реакции вызывают скачки температуры и быстро ускоряются с выделением дополнительного тепла (Roth 2000).

Сменные материалы для LiCoO 2 менее подвержены этой поломке. Компаунды заменяют части кобальта никелем и марганцем с образованием Li (Ni x Mn y Co z ) O 2 соединений (с x + y + z = 1), их часто называют NMC, поскольку они содержат никель, марганец и кобальт; или они демонстрируют совершенно новую структуру в виде фосфатов (например, LiFePO 4 ) (Daniel et al.2014). Все эти катодные материалы обладают емкостью в диапазоне 120–160 Ач / кг при 3,5–3,7 В, что приводит к максимальной плотности энергии до 600 Втч / кг.

Однако при упаковке в реальные устройства добавляется много неактивного материала, и плотность энергии имеет тенденцию падать до 100 Втч / кг на уровне упаковки. Чтобы добиться более высокой плотности энергии, исследователи искали более высокую емкость и более высокое напряжение - и обнаружили их в оксидах переходных металлов, богатых литием и марганцем. Эти соединения по существу являются теми же материалами, что и NMC, но избыток лития и более высокие количества марганца заменяют никель и кобальт.Более высокие количества лития (на 20 процентов больше) позволяют соединениям иметь более высокую емкость (Thackeray et al. 2007) и более высокое напряжение, в результате чего катоды имеют до 280 Ач / кг при зарядке до 4,8 В. Однако , эти новые соединения проявляют проблемы со стабильностью и имеют тенденцию быстро исчезать.

Балансировка материалов в ячейках

Литий-ионные батареи

состоят из слоев пористых электродов на алюминиевой и медной фольге токосъемника (Daniel 2008). Емкость каждой пары электродов должна быть сбалансирована, чтобы обеспечить безопасность батареи и избежать риска перезарядки анода (что может привести к металлическому литиевому покрытию и короткому замыканию) или переразряда катода (что может привести к разрушению кристаллической структуры. и потеря вакансий для реинтеркаляции лития, что резко снижает емкость).

Графит имеет теоретическую емкость 372 Ач / кг, что вдвое больше, чем у лития в катодах NMC. Таким образом, в сбалансированных литий-ионных батареях катоды обычно имеют в два раза большую толщину по сравнению с анодом. Этот врожденный недостаток конструкции элемента вызывает проблемы с переносом массы и кинетикой и, таким образом, побудил к поиску катодов большой емкости.

Чтобы увеличить плотность энергии на уровне элементов, количество неактивных материалов в элементах батарей сводится к минимуму. Например, одним из способов уменьшить токосъемник является увеличение толщины электродов, но это дополнительно создает проблемы с транспортировкой и требует высокотехнологичной пористости в электроде.

Затраты на производство литий-ионных батарей

Стоимость литий-ионных аккумуляторов намного выше, чем автомобильный рынок будет нести для полного проникновения электромобилей и получения недорогого продукта по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. Целевой показатель затрат Министерства энергетики США на все аккумуляторные батареи для электромобилей составляет 125 долларов за кВт · ч полезной энергии (DOE 2013). Текущая стоимость коммерческих аккумуляторов составляет 400–500 долларов США / кВтч, а их прогнозируемая стоимость с учетом текущих экспериментальных материалов - 325 долларов США / кВтч.Большая часть снижения затрат до сих пор была достигнута за счет увеличения плотности энергии при аналогичных затратах на продукцию более старого поколения.

Дальнейшее снижение затрат возможно за счет оптимизации производственных схем. Литий-ионные батареи производятся в виде наборов электродов, а затем собираются в элементы. Активный материал смешивают с полимерными связующими, проводящими добавками и растворителями с образованием суспензии, которую затем наносят на фольгу токосъемника и сушат для удаления растворителя и создания пористого покрытия электрода.Выбранный растворитель, N-метилпирролидон (NMP), считается непрямым материалом (он необходим для производства, но не содержится в конечном устройстве), но он дорог, выделяет легковоспламеняющиеся пары и очень токсичен.

Воспламеняющиеся пары NMP требуют, чтобы все технологическое оборудование во время производства электродов было взрывозащищенным, а это означает, что все электрические компоненты, образующие искры, должны быть защищены от паров, а помещения должны хорошо вентилироваться, чтобы поддерживать низкую концентрацию паров.Эти меры значительно увеличивают капитальные затраты на такое оборудование.

Кроме того, завод по производству электродов должен повторно улавливать растворитель из выхлопного потока, перегонять его и рециркулировать. Это опять же дополнительные расходы.

Снижение затрат за счет обработки воды

Замена NMP на воду - огромная возможность снизить затраты при производстве литий-ионных батарей. Стоимость воды ничтожна по сравнению с NMP; вода негорючая и не выделяет легковоспламеняющихся паров; и вода экологически безвредна.Однако вода является полярным растворителем, и ее поведение полностью отличается от поведения неполярного NMP. Кроме того, активные материалы имеют тенденцию к агломерации, а поверхности металлических токосъемников являются гидрофобными, что затрудняет процесс нанесения покрытия.

Знание поверхностных зарядов на частицах (путем измерения дзета-потенциала) позволяет рассчитать полярность поверхности в присутствии воды путем введения небольших количеств поверхностно-активных веществ. В случае соединений с интеркаляцией катода полиэтиленимид успешно использовался для введения достаточно большого поверхностного заряда, чтобы отталкивать частицы, чтобы они не образовывали неприемлемых агломератов (Li et al.2013).

Понимание поверхностной энергии металлов и поверхностного натяжения суспензии, а также их взаимодействия позволяет оптимизировать пару. Обработка поверхности металла атмосферной плазмой посредством воздействия плазмы коронного разряда удаляет органические соединения с поверхности и обеспечивает легкое травление и окисление, что резко снижает поверхностную энергию до значений ниже поверхностного натяжения суспензии. Это обеспечивает идеальное смачивание поверхности суспензией и создает покрытие с оптимальной адгезией (Li et al.2012). Результатом является 75-процентное сокращение эксплуатационных расходов и затрат на материалы при производстве электродов и потенциальное снижение затрат до 20 процентов на уровне аккумуляторных батарей для автомобильных приложений (Wood et al. 2014). Это не включает более низкую стоимость оборудования: расходы, связанные с оборудованием для плазменной обработки, намного ниже, чем затраты на систему регенерации растворителя и требования взрывозащиты.

Будущие возможности для снижения затрат

Дальнейшее снижение затрат будет достигнуто за счет более глубоких знаний о механизмах транспортировки и влиянии архитектуры электродов на электрохимические характеристики.Текущие исследования в основном сосредоточены на моделировании и моделировании для понимания молекулярных механизмов и улучшения конструкции электродов, электродных пакетов и аккумуляторных элементов. Более толстые электроды и значительное сокращение количества неактивных материалов улучшат удельную энергию при более низких затратах, уменьшат прямые затраты и, возможно, позволят намного более короткие и менее энергоемкие циклы формирования батареи.

Заключение

Литий-ионные аккумуляторы

обладают огромным потенциалом для обеспечения возможности частичной или полной электрификации автомобильного парка, диверсификации источников энергии для транспорта и поддержки крупномасштабных накопителей энергии для более широкого распространения периодических возобновляемых источников энергии.Тем не менее, стоимость продолжает оставаться проблемой, и ее необходимо будет решить путем разработки надежной цепочки поставок, стандартов в производстве, высокой производительности и упрощенных недорогих методов обработки. Помимо снижения затрат, исследования могут расширить знания о молекулярных процессах и проблемах переноса, чтобы оптимизировать конструкцию и использование доступной энергии в батареях и увеличить срок их службы.

Как показано в этой статье, увеличение содержания энергии и емкости в материалах активных электродов и сокращение непрямых материалов в производстве - это два способа повлиять на стоимость.

Благодарности

Части этого исследования в Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL; под управлением UT Battelle, LLC) для Министерства энергетики США (по контракту DE-AC05-00OR22725) спонсировались Управлением энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE). Подпрограмма прикладных исследований батарей (ABR) Управления технологий (VTO) (руководители программы: Питер Фэги и Дэвид Хауэлл). Автор благодарит за плодотворные обсуждения и вклады Дэвида Вуда, Цзяньлинь Ли и Дебасиш Моханти из отдела исследований и разработок по производству аккумуляторных батарей в ORNL и Бет Армстронг из отдела материаловедения и технологий ORNL.

Список литературы

Безенхард Ю.О., Шёлльхорн Р. 1976. Механизм реакции разряда электрода MoO 3 в органических электролитах. Журнал источников энергии 1 (3): 267–276.

Дэниел С. 2008. Материалы и обработка литий-ионных батарей. Журнал Общества минералов, металлов и материалов 60 (9): 43–48.

Daniel C, Besenhard JO, ред. 2011. Справочник по аккумуляторным материалам. Вайнхайм: Wiley-VCH.

Дэниел С., Моханти Д., Ли Дж., Вуд Д.Л.2014. Обзор катодных материалов. Обзор материалов и технологий для электрохимического хранения: Материалы конференции AIP 1597: 26–43; DOI: 10,1063 / 1.4878478.

DOE [Министерство энергетики США]. 2013. EV везде: план грандиозного вызова. Доступно по адресу http://energy.gov/sites/prod/files/2014/02/f8/eveverywhere_ blueprint.pdf.

Ли Дж., Рулисон К., Кигганс Дж., Дэниел С., Вуд DL. 2012. Превосходные характеристики водных дисперсий LiFePO 4 благодаря обработке коронным разрядом и оптимизации поверхностной энергии.Журнал Электрохимического общества 159 (8): A1152 – A1157.

Ли Дж., Армстронг Б.Л., Кигганс Дж., Дэниел С., Вуд Д.Л. 2013. Повышение производительности ионно-литиевых элементов с использованием водных катодных дисперсий LiFePO4 и полиэтилениминового диспергатора. Журнал Электрохимического общества 160 (2): A201 – A206.

Мидзусима К., Джонс П.К., Уайзман П.Дж., Гуденаф Дж. Б.. 1980. Li x CoO 2 (0

Roth PE. 2000. Тепловые характеристики литий-ионных ячеек с использованием калориметрических методов. Конференция и выставка по проектированию преобразования энергии (IECEC), 35-е Международное общество 2: 962–967; DOI: 10.1109 / IECEC.2000.870897.

Теккерей MM, Канг Ш., Johnson CS, Vaughey JT, Benedeka R, Hackney SA. 2007. Li 2 MnO 3 -стабилизированные LiMO 2 (M = Mn, Ni, Co) электроды для литий-ионных аккумуляторов. Журнал химии материалов 17: 3112–3125.

Whittingham MS.1976. Роль тройных фаз в катодных реакциях. Журнал Электрохимического общества 123 (3): 315–320.

Wood DL, Li J, Daniel C. 2015. Перспективы снижения затрат на обработку литиево-ионного электрода и этапы формирования ячеек. Журнал источников энергии 275: 234–242.

СНОСКИ

1 Если ион изменил свое состояние заряда, он был бы назван преобразовательной батареей (например, воздушной батареей; Daniel and Besenhard 2011).

Запуск производства литий-ионных аккумуляторов

Battery Resourcers завершает серию B

за 20 миллионов долларов

Battery Resourcers, вертикально интегрированная компания по переработке и производству литий-ионных аккумуляторов, недавно завершила раунд акционерного капитала серии B на сумму 20 миллионов долларов при финансировании под руководством Orbia Ventures, подразделения венчурного капитала транснациональной компании Orbia, и при участии других инвесторов, включая At One Ventures, TDK Ventures, TRUMPF Venture, Doral Energy-Tech Ventures и InMotion Ventures Jaguar Land Rover.

Финансирование будет поддерживать развитие промышленного перерабатывающего предприятия с годовой производительностью для обработки 10 000 тонн аккумуляторов - аккумуляторов примерно от 20 000 электромобилей (электромобилей) в год.

Battery Resourcers предлагает новый подход к производству литий-ионных аккумуляторов, начиная со смешанного потока использованных литий-ионных аккумуляторов и заканчивая производством готовых, готовых к использованию катодных активных материалов. Компания Battery Resourcers заявляет, что с извлечением металла 97% она может производить активные катодные материалы на основе никель-марганец-кобальта (NMC) со снижением затрат на 35%, сокращением выбросов на 32% и снижением энергопотребления на 13% по сравнению с производством чистого катода. .

Карбонат лития (Li 2 CO 3 ) также является текущим предложением продукции. В стадии разработки находятся составы с высоким содержанием никеля, включая 721 и 811.

Компания также разрабатывает новый процесс извлечения и очистки графита, который позволит возвращать как катодные, так и анодные активные материалы производителям новых батарей.

Генеральный директор

Battery Resourcers Майк О’Кронли сказал, что Battery Resourcers также помогает индустрии электромобилей решать несколько сложных экологических и нормативных вопросов.Поскольку литий-ионные батареи выбрасываются во время производства или достигают конца своего срока службы, поиск новых способов переработки и повторного использования материалов снизит зависимость от добытых металлов, что создает серьезные экологические и социальные проблемы.

Миллионы электромобилей появятся в продаже в ближайшие годы, и новые правила предписывают переработку отработанных батарей и использование переработанных металлов в новых батареях.

Battery Resourcers была основана в 2015 году в Вустере, штат Массачусетс, как дочернее предприятие лаборатории проф.Ян Ван из Вустерского политехнического института. При поддержке US Advanced Battery Consortium (USABC) компания Battery Resourcers разработала технологию преобразования смешанных потоков литий-ионных батарей, независимо от их химического состава, для производства различных катодных активных материалов на основе никель-марганцево-кобальта (NMC).

Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *