هزینه باتری لیتیوم یونی در هر کیلووات ساعت

مقدمه

این یک باتری قابل شارژ است که در آن لیتیوم یون انرژی تولید می کند. باتری لیتیوم یونی از الکترودهای منفی و مثبت تشکیل شده است. این یک باتری قابل شارژ است که در آن یون های لیتیوم از طریق یک الکترولیت از الکترود منفی به الکترودهای مثبت می روند. هنگام شارژ شدن، تخلیه به جلو و عقب می رود. بسیاری از دستگاه‌ها از سلول‌های لیتیوم یون (Li-ion) استفاده می‌کنند، از جمله گجت‌ها، بازی‌ها، هدفون‌های بلوتوث، ابزارهای قدرت قابل حمل، تجهیزات کوچک و بزرگ، خودروهای الکتریکی و الکتروشیمیایی.ذخیره انرژیدستگاه ها آنها می توانند سلامت و محیط زیست را به خطر بیندازند اگر در پایان چرخه زندگی خود به درستی با آنها برخورد نشوند.

روند

افزایش تقاضای بازار برای باتری های لیتیوم یون ممکن است تا حد زیادی به "چگالی توان" بالای آنها نسبت داده شود. مقدار انرژی که یک سیستم در تعداد معینی از فضاها نگه می دارد به عنوان "چگالی انرژی" نامیده می شود. با حفظ همان مقدار برق،باتری های لیتیومیدر واقع می تواند نازک تر و سبک تر از سایر انواع باتری باشد. این کوچک سازی، پذیرش مصرف کنندگان از دستگاه های کوچک قابل حمل و نقل و بی سیم را تسریع کرده است.

روند قیمت باتری لیتیوم یونی در هر کیلووات ساعت

افزایش قیمت باتری ممکن است معیارهایی مانند 60 دلار به ازای هر کیلووات ساعت تعیین شده توسط وزارت انرژی ایالات متحده به عنوان آستانه سربه سر برای خودروهای الکتریکی در برابر موتورهای احتراق داخلی را از بین ببرد. طبق مطالعه سالانه قیمت باتری بلومبرگ New Energy Finance (BNEF)، میانگین جهانی هزینه باتری بین سال‌های 2020 تا 2021 6 درصد کاهش یافته است، اما ممکن است در آینده افزایش یابد.

طبق این تحقیق، هزینه بسته باتری لیتیوم یونی در سال 2021 به ازای هر کیلووات ساعت 132 دلار بود که از 140 دلار به ازای هر کیلووات ساعت در سال 2020 و 101 دلار به ازای هر کیلووات ساعت در سطح سلولی کاهش یافت. طبق تجزیه و تحلیل، افزایش قیمت کالاها در حال حاضر قیمت ها را بالا می برد، با میانگین قیمت بسته 135 دلاری کیلووات ساعت برای سال 2022. طبق BNEF، این ممکن است به این معنی باشد که لحظه ای که هزینه ها به زیر 100 دلار در هر کیلووات ساعت می رسد - معمولاً به عنوان یک بحران در نظر گرفته می شود. نقطه عطف برای مقرون به صرفه بودن خودروهای برقی - دو سال به تعویق خواهد افتاد.

خودروسازان اهداف بلندی برای خود دارند، مانند هدف تویوتا برای کاهش قیمت خودروهای برقی در عرض ده سال. کل کشورها و ایالت ها هم همینطور. اگر سلول ها در یک یا دو سال گران تر شوند، آیا با اهداف مقابله خواهد کرد؟ این موضوع به عنوان یک مؤلفه جدید در این خط روند پیچیده پذیرش EV باقی مانده است.

افزایش قیمت باتری

قیمت باتری های لیتیوم یونی به میزان بیشتری افزایش یافته است. دلیل افزایش قیمت ها مواد است.

قیمت مواد لیتیوم یون به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.

اگرچه قیمت باتری ها از سال 2010 کاهش یافته است، اما افزایش قیمت قابل توجه در فلزات سلولی کلیدی مانند لیتیوم، عمر طولانی آنها را مورد تردید قرار داده است. قیمت باتری EV در آینده چگونه خواهد بود؟ قیمت ازباتری های لیتیوم یونیممکن است در آینده آینده به میزان بیشتری افزایش یابد.

افزایش قیمت چیز جدیدی نیست.

این اولین تحقیقی نیست که به کمبود مواد خام به عنوان پیشروی احتمالی برای افزایش قیمت باتری اشاره می کند. نشریات دیگر نیکل را به عنوان یک کمبود احتمالی شناسایی کرده اند، اما همه سلول ها به آن نیاز ندارند.

با این حال، به گفته BNEF، نگرانی های زنجیره تامین حتی باعث افزایش قیمت مواد خام برای کاهش هزینه شده است.فسفات آهن لیتیومماده شیمیایی (LFP) که اکنون مورد علاقه بسیاری از تولیدکنندگان بزرگ چینی و تولیدکنندگان باتری است و به تدریج توسط تسلا پذیرفته می شود. بر اساس این تحقیق، سازندگان سلول LFP چینی از سپتامبر قیمت خود را بین 10 تا 20 درصد افزایش داده اند.

یک باتری لیتیوم یونی چقدر هزینه دارد؟

اجازه دهید قیمت یک باتری لیتیوم یونی را تجزیه کنیم. طبق آمار BloombergNEF، قیمت کاتد هر سلول بیش از نیمی از آن مقدار قیمت سلول را تشکیل می دهد.

V جزء سلول باتری درصد هزینه سلول
کاتد 51%
مسکن و سایر مصالح 3%
الکترولیت 4%
جداکننده 7%
ساخت و استهلاک 24%
آند 11%

از تجزیه و تحلیل بالا در مورد قیمت باتری لیتیوم یون، ما کشف کردیم که کاتد گران ترین ماده است. 51 درصد از کل قیمت را تشکیل می دهد.

چرا کاتدها قیمت بالاتری دارند؟

کاتد دارای یک الکترود بار مثبت است. هنگامی که دستگاه باتری را تخلیه می کند، الکترون ها و یون های لیتیوم از آند به کاتد می روند. آنها تا زمانی که باتری دوباره به طور کامل شارژ شود در آنجا باقی می مانند. کاتدها مهمترین جزء باتری ها هستند. این به شدت بر برد، عملکرد و همچنین ایمنی حرارتی باتری ها تأثیر می گذارد. از این رو، این نیز یک باتری EV است.

سلول از فلزات مختلفی تشکیل شده است. به عنوان مثال، از نیکل و لیتیوم تشکیل شده است. امروزه ترکیبات کاتدی رایج عبارتند از:

لیتیوم فسفات آهن (LFP)

اکسید آلومینیوم لیتیوم نیکل کبالت (NCA)

لیتیوم نیکل منگنز کبالت (NMC)

المان‌های باتری که کاتد را تشکیل می‌دهند، تقاضای زیادی دارند، و سازندگانی مانند تسلا در تلاش هستند تا موادی را که فروش خودروهای الکتریکی افزایش می‌یابد به دست آورند. در حقیقت، کالاهای موجود در کاتد، همراه با سایر اجزای سلولی، حدود 40 درصد از کل قیمت سلول را تشکیل می دهند.

قیمت سایر اجزای باتری لیتیوم یونی

49 درصد باقیمانده از هزینه یک سلول شامل اجزایی غیر از کاتد است. فرآیند تولید که شامل ساخت الکترودها، ادغام اجزای مختلف و تکمیل سلول است، 24 درصد از کل هزینه را تشکیل می دهد. آند یکی دیگر از بخش‌های ضروری باتری‌ها است که 12 درصد از هزینه کلی را تشکیل می‌دهد - تقریباً یک چهارم بخش کاتد. آند سلول لیتیوم یونی از گرافیت آلی یا معدنی تشکیل شده است که نسبت به سایر مواد باتری هزینه کمتری دارد.

نتیجه گیری

با این حال، افزایش قیمت مواد خام نشان می‌دهد که متوسط ​​هزینه‌های بسته ممکن است تا سال 2022 به 5/kWh بر حسب اسمی برسد. در غیاب پیشرفت‌های خارجی که ممکن است این اثر را کاهش دهد، زمانی که هزینه‌ها به زیر 0/kWh کاهش می‌یابد ممکن است 2 به تعویق بیفتد. سال. این امر بر مقرون به صرفه بودن خودروهای برقی و سود سازنده و همچنین اقتصاد تاسیسات ذخیره انرژی تأثیر می گذارد.

سرمایه‌گذاری مستمر تحقیق و توسعه و همچنین رشد ظرفیت در سراسر شبکه توزیع، به پیشرفت فناوری باتری و کاهش قیمت‌ها در نسل بعدی کمک خواهد کرد. BloombergNEF پیش‌بینی می‌کند که نوآوری‌های نسل بعدی مانند آندهای مبتنی بر سیلیکون و لیتیوم، شیمی‌های حالت جامد، و تکنیک‌های جدید کاتد و مواد تولید سلولی، نقش مهمی در تسهیل این کاهش قیمت ایفا کنند.


زمان ارسال: مه-09-2022