鉅大LARGE | 點擊量:562次 | 2021年12月16日
如何開發和生產可連續性的電池?
在過去的10年中,鋰離子電池技術取得了顯著的發展和進步,其表現為容量的顯著增長以及電池成本下降了85%。
鋰離子電池技術如今正在迅速推動交通運輸業和能源行業的電氣化。然而,電池本身往往是一種工作壽命短暫,到目前為止,電池的回收和再利用還沒有成為電池行業的主要優先事項。
電池行業取得的成就很大程度上要歸功于卓越的技術、不斷的創新,以及來自行業先驅(例如特斯拉公司)改進的制造工藝。事實上,在特斯拉公司于今年9月舉辦的首屆電池日上,該公司創始人埃隆?馬斯克描述了對鋰離子電池未來的愿景,即更大、更好、更便宜,確切地說成本還將再降低56%。
雖然人們希望電池儲能系統更大、更好、更便宜。但是還要從其他方面充分挖掘電池儲能系統的潛力。
除了降低成本外,還必須提高電池的固有價值和長期價值。換句話說,必須從每個電池中獲得更多價值。為此,可以延長電池工作壽命并使它們適合于二次使用。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池廠商在技術方面的競爭中將會開發出成本最低的電池,但對于延長電池的工作壽命(有的甚至最短為3年)來說卻收效甚微。雖然電池的成本在下降,但由于工作壽命不高,需要定期更換,導致部署成本仍然很高。
這意味著,當幾塊電池損壞時將導致整個電池組被更換丟棄,而這些電池通常會剩余80%的使用壽命。隨著電池行業的蓬勃發展,廢棄的電池將會產生大量垃圾和嚴重的環保問題,并加速對自然資源不可持續的開采。根據調研機構的預計,到2030年,僅電動汽車(EV)電池就會產生1100萬噸的垃圾。
這種做法最終將付出更加昂貴的代價,因為每當電池損壞時更換電池的成本很高。因此必須構建一個更加可持續的新模式,該模式可以延長電池的使用壽命,提高使用價值并降低成本。
以汽車為例。如果汽車出現故障,通常人們將其修復。由于前期費用太貴,大多數人不愿意直接購買新車替換。但是也有人購買二手車,對其進行維修和升級。這種模式可用于電池的設計、制造和所有權,以減少電池浪費,提供更具價值的儲能資產,并通過創造技術性工作崗位支持綠色經濟發展。
循環經濟
通過將電池技術設計為可維修、重新利用或再利用,而不是更換,可以顯著提高電池的使用壽命。而通過在電池在首次使用后重新調整其用途,并賦予其第二次使用壽命,可以進一步提高每個電池的價值。這采用的是循環經濟原則,可以延長電池壽命,為電池技術帶來更大的價值,并減少資源的使用和浪費。
更重要的是,如果電池可以維護和維修,那么它將更容易地適應服務和訂閱模式,即電池產品可以由客戶租賃,然后再歸還或維修,并租賃使用其他電池。
在客戶現場維修電池還可以為客戶節省時間和費用,因為電池不需要送去維修,客戶也不需要臨時更換。它還促進了當地的就業,因為當地人可以接受電池維修和維修方面的培訓,就像汽車修理工一樣,可以現場修理電池。
設計持久耐用的電池
電池是實現全球零碳能源的關鍵,隨著全球儲能市場規模從2019年的590億美元增至2035年的5460億美元,未來10年內將會使用數百萬塊二次電池。
通過將循環經濟與儲能技術相結合,可以延長電池壽命,并從設計開始就考慮電池的重新利用以減少浪費。人們可以改變處理電池所有權的模式,以保護環境并為經濟帶來更多的長期價值。
因此,電池不應成為一種一次性技術,而生產可持續電池的關鍵在于創新的工程技術和生產工藝。