Литий ионный аккумулятор для электромобиля: Литий-ионные батареи для электромобилей

Содержание

Литий ионные аккумуляторы для детского электромобиля

В каталоге представлены литий ионные аккумуляторы для детского электромобиля по доступным ценам и с доставкой в Москву и по всей России. На всю продукцию предоставляется гарантия.

Сортировать:

Фильтр

Скидка
-20 %

Литиевый тяговый аккумулятор RuTrike (18650 MnCoNi) 60V32A/H

Артикул:
021666

Клубная цена

0
руб

 99 990

79 992 руб

В наличии

Скидка
-25 %

Литиевый тяговый аккумулятор RuTrike (18650 MnCoNi) 60V20A/H

Артикул:
021665

Клубная цена

0
руб

 62 993

47 242 руб

В наличии

Литиевый тяговый аккумулятор RuTrike (18650 MnCoNi) 60V52A/H

Артикул:
021667

Клубная цена

0
руб

 0

118 511 руб

Литиевый тяговый аккумулятор RuTrike (18650 MnCoNi) 48V24A/H

Артикул:
021957

Клубная цена

0
руб

 0

73 990 руб

Аккумуляторная батарея с багажником B1 Li-NMC 36в 14.

5Ач Panasonic PF

Артикул:
Аккумуляторная батарея с багажником "B1" Li-NMC 36в 14

Клубная цена

0
руб

 0

33 000 руб

Аккумуляторная батарея с багажником B1 Li-NMC 48в 14.5Ач Panasonic PF

Артикул:
Аккумуляторная батарея с багажником "B1" Li-NMC 48в 14

Клубная цена

0
руб

 0

38 000 руб

Аккумуляторная батарея в корпусе Li-ion 36в 16Ач (576Втч) LG Mh2

Артикул:
Аккумуляторная батарея в корпусе Li-ion 36в 16Ач (576Втч) LG Mh2

Клубная цена

0
руб

 0

30 500 руб

Аккумуляторная батарея в корпусе Li-ion 48в 10.

4Ач (499 Втч) NMC2600

Артикул:
Аккумуляторная батарея в корпусе "лягушка" Li-ion 48в

Клубная цена

0
руб

 0

25 000 руб

Аккумуляторная батарея Li-NCA 48в 16Ач (750 Втч) Samsung

Артикул:
Аккумуляторная батарея Li-NCA 48в 16Ач (750 Втч) Samsung 33G

Клубная цена

0
руб

 0

43 600 руб

Аккумуляторная батарея Li-NCA 85в 15Ач (1240 Втч) Samsung

Артикул:
Аккумуляторная батарея Li-NCA 85в 15Ач (1240 Втч) Samsung

Клубная цена

0
руб

 0

58 300 руб

Аккумуляторная батарея LI-NCA 77в 21Ач (1617 Втч) NCA32

Артикул:
Аккумуляторная батарея LI-NCA 77в 21Ач (1617 Втч) NCA32

Клубная цена

0
руб

 0

50 200 руб

Аккумуляторная батарея LI-NCA 85в 24Ач (1980 Втч) NCA32

Артикул:
Аккумуляторная батарея LI-NCA 85в 24Ач (1980 Втч) NCA32

Клубная цена

0
руб

 0

59 600 руб

Аккумуляторная батарея LI-NCA 48в 18Ач (840 Втч) NCA32

Артикул:
Аккумуляторная батарея LI-NCA 48в 18Ач (840 Втч) NCA32

Клубная цена

0
руб

 0

30 700 руб

Аккумуляторная батарея LI-NCA 36в 9Ач (320 Втч) NCA32

Артикул:
Аккумуляторная батарея LI-NCA 36в 9Ач (320 Втч) NCA32

Клубная цена

0
руб

 0

15 900 руб

Аккумуляторная батарея в корпусе «h3» Li-NMC 48в 14.

5Ач Panasonic PF + USB 5в

Артикул:
Аккумуляторная батарея в корпусе "h3" Li-NMC 48в 14.5А

Клубная цена

0
руб

 0

37 000 руб

Аккумуляторная батарея LI-NCA 85в 25.6Ач (2050 Втч) Samsung

Артикул:
Аккумуляторная батарея LI-NCA 85в 25.6Ач (2050 Втч) Samsung

Клубная цена

0
руб

 0

76 200 руб

Аккумуляторная батарея LI-NCA 48в 9Ач (420 Втч) NCA32

Артикул:
Аккумуляторная батарея LI-NCA 48в 9Ач (420 Втч) NCA32

Клубная цена

0
руб

 0

18 500 руб

Аккумуляторная батарея Li-NMC 48в 11.

6Ач (556Втч, 25А/40А) Panasonic PF

Артикул:
Аккумуляторная батарея Li-NMC 48в 11.6Ач (556Втч, 25А/40А) Panas

Клубная цена

0
руб

 0

31 500 руб

Аккумуляторная батарея Li-NMC 48в 12.8Ач (634Втч, 25А/40А) Panasonic BD

Артикул:
Аккумуляторная батарея Li-NMC 48в 12.8Ач (634Втч, 25А/40А) Panas

Клубная цена

0
руб

 0

33 000 руб

Аккумуляторная батарея LI-NCA 36в 9.6Ач (330 Втч) Samsung 33G

Артикул:
Аккумуляторная батарея LI-NCA 36в 9. 6Ач (330 Втч) Samsung 33G

Клубная цена

0
руб

 0

19 000 руб

Аккумуляторная батарея LI-NCA 48в 15Ач (700 Втч) Samsung

Артикул:
Аккумуляторная батарея LI-NCA 48в 15Ач (700 Втч) Samsung

Клубная цена

0
руб

 0

37 100 руб

Аккумуляторная батарея Li-ion 36/10

Артикул:
Li-ion 36/10

Клубная цена

0
руб

 0

15 900 руб

Аккумуляторная батарея Li-ion 36/8,8

Артикул:
Li-ion 36/8,8

Клубная цена

0
руб

 0

15 900 руб

Аккумуляторная батарея Li-ion 36/8,8 с корпусом (в раму) С41,С61

Артикул:
Li-ion 36/8,8

Клубная цена

0
руб

 0

16 900 руб

Аккумуляторы LI-ION для электромобиля детского — это вид аккумуляторов для электро транспорта, который подходит для детских электромобилей.


Консультант


Наш магазин


100% гарантия качества

Обмен без проблем

Доставка по всей стране

Шоурум в Сокольниках

Отзывы

Сегодня купил Электровелосипед Volteco BIGCAT DUAL 1000W Велогибрид Вольтеко Бигкэт Дуал 1000Вт желтый, очень квалифицированный, внимательный персонал. Виктор, Вам отдельное спасибо и низкий поклон. С большой благодарностью, Почетный врач Москвы, инвалид 2группы.

Почетный врач Москвы, инвалид 2 группы.


Отличный магазин. Находился в поиске электровелосипеда. Обратился сюда. Предложили обратить внимание на Volteco Uberbike S26 500w 48v. Мне понравился он и внешне и по характеристикам. Когда сел на него – понял, что этот вариант точно мой. Доставили в удобное для меня время, причем совершенно бесплатно. Теперь я счастливый обладатель мобильного транспортного средства, благодаря чему пробки мне теперь не страшны.

Денис


Перепробовала в действии все самокаты и даже на квадрике по торговому центру прокатилась. Очень внимательные сотрудники в этом салоне. Как говорится выбрала что надо и уехала со спокойной душой. И Вам рекомендую выбрать свой транспорт будущего

Елена Михалева(Коломна) — [email protected]


Доступность и удобство сайта. Сервис хороший, люди работающие там корректны и предусмотрительны, все расскажут и покажут, постараются ответить на ваши вопросы, доставка довольно быстрая, цены прилично ниже чем в магазинах. Остался доволен. Покупал электросамокат. Магазин действительно хороший, не только в плане ассортимента, но и в плане отношения к каждому клиенту. Обязательно свяжутся, все уточнят и скажут примерный срок поставки. В данной компании по настоящему дорожат своими клиентами.

Коломеец Артем


Заказал себе электровелосипед в Москве, так как официальных представителей этого поставщика экотранспорта у нас в Питере нет. Конечно немного сомневался, предоплата все же. Но сработали настолько четк, что на утро третьего дня после заказа я уже ездил на моем велосипеде по набережной Невы. Гарантию и все документы прислали через транспортную. Искренне благодарен и рекомендую всем знакомым! Успехов и процветания!

Булдаков Никита


Достоинства: Своевременная доставка. Удобный и подробный каталог товаров, хороший выбор. Покупал элеткровелосипед. Профессиональная работа менеджеров интернет-магазина и оперативная доставка заказов. Все просто. Можно выбрать место доставки. Оплата по получению товара. Обо всем информируют по телефону.

Сергей Кокшарин(СПБ)


Заказала самокат в этом магазине, после того как прокатилась на набережной у сдающих в аренду ребят. У них же уточнила, где можно приобрести, чтоб был с гарантией и проверенный, а не просто с Китая привезенный, удешевленный и быстропортящийся(как они объяснили). Через неделю после заказа и оплаты мне его привезли. Нравится очень, для портового города, просто находка. Теперь весь город облазила и окрестности, прям путешественница я)).

Анна Гринько(Симферополь)


Часто задаваемые вопросы

Можно ли провести тест-драйв перед покупкой?

Можно ли оформить возврат?

Как можно оплатить?

Есть ли самовывоз и доставка по Москве?


Статьи

Можно ли в дождь ездить на электровелосипеде

03 Июня 2022

Илья Трисветов

Статьи

Плюсы и минусы электровелосипеда

28 Апреля 2022

Александр Исаков

Статьи

Необходимые аксессуары для велосипеда

21 Апреля 2022

В этой статье мы расскажем только про самые важные детали и аксессуары для велосипеда, которые помогут избежать неприятные ситуации, когда вы оказались далеко от дома, и может быть даже одни.

Илья Трисветов

Статьи

Как выбрать электровелосипед для пожилых

13 Апреля 2022

Рассмотрим, как выбрать электровелосипед для пожилых людей, чтобы езда на нем была в удовольствие для пользователя.

Александр Исаков

Литий-ионный аккумулятор для электромобиля — производители и цена-battery-knowledge

  • Лучший литиевый аккумулятор 18650

  • Цилиндрическая литий-ионная батарея

  • Лучшее руководство по литиево-ионной батарее

  • Лучшее руководство по LiPo батареям

  • Лучшее руководство по батарее Lifepo4

  • Руководство по литиевой батарее 12 В

  • Литий-ионный аккумулятор 48 В

  • Подключение литиевых батарей параллельно и последовательно

  • Лучшая литий-ионная батарея 26650

APR 28, 2022   Вид страницы:54

Литий-ионный аккумулятор (также литий-ионный) относится к семейству перезаряжаемых аккумуляторов, в которых ионы лития перемещаются от отрицательного электрода к положительному во время разрядки и обратно при зарядке. В литий-ионных батареях в качестве материала одного электрода используется интеркалированное соединение лития по сравнению с металлическим литием, используемым в неперезаряжаемой литиевой батарее.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4-40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Другими являются оксид марганца и оксид кобальта, которые обычно используются для портативной электроники, такой как мобильные телефоны и ноутбуки. Фосфат лития-железа (LiFePO4), оксид лития-никеля-марганца-кобальта (LiNiMnCoO2 или NMC) и оксид лития-никеля-кобальта-алюминия (LiNiCoAlO2 или NCR) — это другие материалы, которые используются в аккумуляторных батареях.

Литий-ионные аккумуляторы широко распространены в бытовой электронике. Это один из самых популярных типов аккумуляторов для портативной электроники, с высокой плотностью энергии, малым эффектом памяти и малым саморазрядом. Помимо бытовой электроники, LIB также становятся все более популярными для военных, аккумуляторных электромобилей и аэрокосмических приложений.

Например, литий-ионные аккумуляторы становятся обычной заменой свинцово-кислотным аккумуляторам, которые исторически использовались в тележках для гольфа и грузовых автомобилях.

Литий-ионный аккумулятор позволил электромобилям проехать дальше, чем когда-либо прежде. Литий-ионные батареи теперь можно найти в каждом электромобиле, а также в других транспортных средствах, таких как Tesla Semi. Они также используются во многих портативных электронных устройствах, таких как смартфоны, ноутбуки и планшеты.

Так что же такое литий-ионный аккумулятор? Это тип перезаряжаемой батареи, в которой для обеспечения питания используется движение ионов лития через раствор электролита. Литий — очень легкий металл с высокой плотностью энергии, а это означает, что он хранит больше энергии на фунт, чем другие металлы (например, свинец), несмотря на более низкое напряжение.

Первые коммерческие литий-ионные аккумуляторы были представлены Sony в 1991 году, и сейчас они используются в портативных компьютерах, КПК, сотовых телефонах, цифровых камерах, видеомагнитофонах и многих других электронных устройствах. Аккумуляторы также находят применение в автомобильной промышленности, поскольку они обеспечивают вдвое большую плотность энергии по сравнению с обычными свинцово-кислотными аккумуляторами, что позволяет им питать электромобиль на одном заряде до 200 миль.

Существует несколько различных типов технологии литий-ионных аккумуляторов, но все они используют эти основные материалы. Для электродов можно использовать множество различных химических веществ, но наиболее распространенным является графит для отрицательного электрода и оксид кобальта (или иногда оксид марганца) для положительного электрода. Электролит обычно представляет собой жидкое органическое соединение, такое как этиленкарбонат или пропиленкарбонат.

Низкотемпературныйпрочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Производители Литий-ионных Аккумуляторов Для Электромобилей

Сегодня существует более десятка компаний, производящих литий-ионные элементы, в том числе

1. Корпорация Panasonic (TSE:6752)

Panasonic уже несколько лет производит аккумуляторы для электромобилей, в том числе те, которые использует Tesla. Японская фирма, похоже, не производит много батарей в Соединенных Штатах, но у нее есть по крайней мере один завод недалеко от Детройта, который производит небольшие литий-ионные элементы для электроинструментов.

2. Системы A123

Фирма, которая когда-то обещала производить все свои батареи на заводе в Ливонии, штат Мичиган, теперь принадлежит китайской Wanxiang Group Corp. и управляется дочерней компанией B456 Systems LLC. B456 заявляет, что по-прежнему будет производить некоторые батареи в Мичигане, но, похоже, значительно больше производства будет производиться в Китае и других странах.

3.Современная компания Amperex Technology Co. Ltd. (CATL)

Эта китайская фирма, производящая литий-ионные аккумуляторы для автомобилей, уже продает их некоторым европейским автопроизводителям и планирует построить завод в Германии. У CATL также есть офис в Трое, штат Мичиган, куда компания инвестирует 300 миллионов долларов и может в конечном итоге нанять 1000 человек, если бизнес будет развиваться так, как ожидалось.

4.Альтаир Нанотехнологии

Компания Altair Nanotechnologies (ALTI) недавно объявила, что ее литий-ионные элементы будут использоваться в новом спортивном электромобиле Tesla Roadster.

5.Кобасис

Cobasys является совместным предприятием Chevron и Energy Conversion Devices. Компания производит никель-металлогидридные аккумуляторы для автомобилей. Эта технология была приобретена у Ovonics и использовалась во многих гибридных моделях, включая Toyota Prius, Ford Escape Hybrid, Mercury Mariner Hybrid, GM Saturn Vue Green Line, Nissan Altima Hybrid и Toyota Highlander. Cobasys также была выбрана в качестве одной из трех компаний-производителей аккумуляторов для поставки литий-ионных аккумуляторов для подключаемого гибридного электромобиля Chevrolet Volt (PHEV).

6. Бостон Пауэр

Компания Boston Power разработала аккумулятор, который рекламирует как первое экологически чистое литий-ионное решение для индустрии ноутбуков.

7.Энер1

Ener1 работает над литий-ионными батареями для гибридных автомобилей и подключаемых гибридов. Он также работает над решениями для сетевых хранилищ для коммунальных предприятий. Его дочерние компании включают EnerDel, которая производит свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном для резервного питания компьютеров, инвалидных колясок и других приложений, и EnerStruct, которая разрабатывает структуры для перезаряжаемых батарей на основе лития.

8.Samsung SDI (Южная Корея)

Поставщик аккумуляторов для электромобилей BMW, Ford Motor Company и Daimler. Производитель также объявил о планах построить два новых завода по производству аккумуляторов для электромобилей в Европе и Китае.

Литий-ионный аккумулятор для электромобиля Цена

Стоимость литий-ионных аккумуляторов стремительно падает. К концу 2022 года производство электромобилей должно стать дешевле, чем автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

По данным Bloomberg New Energy Finance (BNEF), за два десятилетия, которые потребовались для разработки автомобилей с гибридными или полностью электрическими силовыми агрегатами, цена литий-ионных аккумуляторов упала с примерно 1000 долларов за киловатт-час (кВтч) до примерно 227 долларов за киловатт-час. . Аккумуляторы составляют треть стоимости электромобиля; так как их цена падает, электромобили становятся более доступными.

Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что цены на батареи для электромобилей упадут ниже 100 долларов за кВтч в 2025 году и, возможно, даже ниже 70 долларов за кВтч к 2030 году. Ожидается, что при этих ценах электромобили достигнут паритета стоимости с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания на большинстве рынков. .

Срок службы литий-ионного аккумулятора электромобиля

Если вы хотите купить электромобиль, одной из самых больших проблем, скорее всего, будет аккумулятор. Как долго это будет продолжаться?

Срок службы литий-ионных аккумуляторов составляет около восьми лет. Они разлагаются при хранении и при использовании, поэтому срок их службы зависит от того, как вы с ними обращаетесь. Когда батарея достигает 80% эффективности или ниже, ее необходимо заменить, чтобы сохранить ваш автомобиль в безопасности.

При нормальных условиях вождения срок службы литий-ионной батареи должен составлять от 5 до 10 лет. Если вы едете на высокой скорости или в сильную жару или холод, возможно, вам придется заменить аккумулятор раньше. Однако в среднем большинство водителей проживают около 10 лет от своей литий-ионной батареи.

Вывод

Литий-ионные аккумуляторы уже используются в электромобилях, и автомобильная промышленность работает над тем, чтобы сделать их еще более эффективными. Производители по всему миру работают над тем, чтобы сделать литий-ионные автомобильные аккумуляторы лучше и дешевле. Это то, что каждый должен принять, потому что оно направлено на снижение затрат и уменьшение загрязнения.

  • Предыдущая статья:
    Нагрузочное тестирование батареи — мультиметр и процедура
  • Следующая статья:
    Литиевая аккумуляторная батарея Цена и размеры

Самые популярные категории

Индивидуальные решения

  • Схема конструкции аккумулятора 11,1 В, 6600 мАч портативного сверхзвукового диагностического набора B

  • Схема резервного питания 7,4 В 10 Ач медицинского инфузионного насоса

  • Решения для литий-ионных аккумуляторов AGV 25,6 В, 38,4 Ач


Техническое обслуживание и безопасность электромобилей

PHEV и HEV требуют такого же общего обслуживания, как и обычные транспортные средства, но полностью электрические транспортные средства требуют меньшего обслуживания, поскольку у них меньше движущихся частей и жидкостей, которые необходимо заменить.

Потребности в техническом обслуживании и требования безопасности для подключаемых гибридных электромобилей (PHEV) и гибридных электромобилей (HEV) аналогичны требованиям для обычных транспортных средств, в то время как полностью электрические транспортные средства требуют меньше обслуживания. Производители разрабатывают эти автомобили и публикуют руководства с учетом технического обслуживания и безопасности.

Сравнение технического обслуживания

Поскольку PHEV и HEV оснащены двигателями внутреннего сгорания, требования к техническому обслуживанию аналогичны требованиям к обычным автомобилям. Электрическая система (аккумулятор, двигатель и соответствующая электроника) обычно требует минимального планового обслуживания, а тормозные системы обычно служат дольше, чем на обычных транспортных средствах, из-за рекуперативного торможения.

Полностью электрические транспортные средства обычно требуют меньше обслуживания, чем обычные транспортные средства, потому что:

  • Аккумулятор, двигатель и соответствующая электроника практически не требуют регулярного обслуживания
  • Существует меньше жидкостей, таких как моторное масло, которые требуют регулярного обслуживания
  • Износ тормозов значительно снижается благодаря рекуперативному торможению
  • В двигателе на обычном топливе гораздо меньше движущихся частей.

Техническое обслуживание аккумуляторов

Современные аккумуляторы, используемые в этих автомобилях, имеют ограниченное количество циклов зарядки (количество циклов зарядки и разрядки аккумулятора, также называемое «сроком службы»). Узнайте у дилера о сроке службы батареи и гарантиях, а также примите во внимание политику производителя по утилизации батарей. В некоторых автомобильных аккумуляторных системах для поддержания безопасных рабочих температур используется жидкая охлаждающая жидкость. Эти системы могут потребовать регулярных проверок. Для получения дополнительной информации обратитесь к своему дилеру или обратитесь к руководству пользователя.

Аккумуляторы в транспортных средствах с электроприводом обычно рассчитаны на ожидаемый срок службы транспортного средства. Как и двигатели в обычных транспортных средствах, усовершенствованные батареи в электромобилях рассчитаны на длительный срок службы, но со временем изнашиваются. Хотя исчерпывающие данные об отказах батарей электромобилей отсутствуют, некоторые производители предлагают 8-летнюю гарантию на свои аккумуляторы для электромобилей.

Производители, как правило, не публикуют цены на сменные батареи, но если батарею необходимо заменить по истечении гарантийного срока, ожидается, что это потребует значительных расходов. Однако ожидается, что цены на батареи будут снижаться по мере совершенствования технологий и увеличения объемов производства.

Требования безопасности

Имеющиеся в продаже автомобили с электроприводом должны соответствовать Федеральным стандартам безопасности транспортных средств и проходить такие же строгие испытания на безопасность, как и обычные автомобили, продаваемые в США. Исключение составляют местные электромобили, на которые распространяются менее строгие стандарты, поскольку они обычно ограничены низкоскоростными дорогами в соответствии с государственными и местными правилами.

Полностью электрические транспортные средства, PHEV и HEV имеют электрические системы высокого напряжения, напряжение которых обычно составляет от 100 до 600 вольт. Их аккумуляторные блоки заключены в герметичные корпуса и соответствуют стандартам испытаний, которые подвергают аккумуляторы воздействию таких условий, как перезарядка, вибрация, экстремальные температуры, короткое замыкание, влажность, огонь, столкновение и погружение в воду. Производители конструируют эти автомобили с изолированными высоковольтными линиями и функциями безопасности, которые отключают электрическую систему при обнаружении столкновения или короткого замыкания. Полностью электрические транспортные средства, как правило, имеют более низкий центр тяжести, чем обычные автомобили, что делает их более устойчивыми и с меньшей вероятностью опрокидывания.

Аварийное реагирование и обучение

Аварийное реагирование для электромобилей незначительно отличается от такового для обычных транспортных средств. Автомобили с электроприводом спроектированы с выключателями для отключения аккумулятора и отключения электрической системы, а все высоковольтные линии электропередач четко обозначены оранжевым цветом.

Производители выпускают руководства по реагированию на чрезвычайные ситуации для своих транспортных средств и предлагают обучение для аварийно-спасательных служб. Национальная ассоциация противопожарной защиты располагает учебными и информационными ресурсами на сайте evsafetytraining. org.

как мир будет производить достаточно?

Наступил век электромобилей. Ранее в этом году американский автомобильный гигант General Motors объявил, что намерен прекратить продажу бензиновых и дизельных моделей к 2035 году. Audi, базирующаяся в Германии, планирует прекратить производство таких автомобилей к 2033 году. Многие другие автомобильные транснациональные корпорации выпустили аналогичные дорожные карты. . Внезапно промедление крупных автопроизводителей с электрификацией своих автопарков превращается в спешку.

Электрификация персональной мобильности набирает обороты, о которых еще несколько лет назад даже не мечтали даже самые ярые ее сторонники. Во многих странах правительственные мандаты ускорят изменения. Но даже без новой политики или правил половина мировых продаж легковых автомобилей в 2035 году будет приходиться на электромобили, согласно данным лондонской консалтинговой компании BloombergNEF (BNEF).

Эта масштабная конверсия промышленности знаменует собой «переход от топливоемкой к материалоемкой энергетической системе», заявило Международное энергетическое агентство (МЭА) в мае 1 . В ближайшие десятилетия на дороги выйдут сотни миллионов автомобилей с массивными батареями внутри (см. «Электродвигатели»). И каждая из этих батарей будет содержать десятки килограммов материалов, которые еще предстоит добыть.

Источник: Реф. 2

Предвидя мир, в котором доминируют электромобили, ученые-материаловеды работают над двумя большими задачами. Один из них — как сократить количество металлов в батареях, которые являются дефицитными, дорогими или проблематичными, поскольку их добыча сопряжена с серьезными экологическими и социальными издержками. Другой — улучшить переработку аккумуляторов, чтобы можно было эффективно повторно использовать ценные металлы из отработанных автомобильных аккумуляторов. «Вторичная переработка будет играть ключевую роль в этом комплексе», — говорит Кваси Ампофо, горный инженер, ведущий аналитик по металлургии и горнодобывающей промышленности в BNEF.

Производители аккумуляторов и автомобилей уже тратят миллиарды долларов на сокращение затрат на производство и переработку аккумуляторов для электромобилей, что отчасти вызвано государственными стимулами и ожиданием новых правил. Национальные спонсоры исследований также основали центры для изучения лучших способов производства и переработки батарей. Поскольку в большинстве случаев добывать металлы по-прежнему дешевле, чем перерабатывать их, ключевая цель состоит в том, чтобы разработать процессы для достаточно дешевого извлечения ценных металлов, чтобы конкурировать с только что добытыми. «Больше всего говорят деньги», — говорит Джеффри Спангенбергер, инженер-химик из Аргоннской национальной лаборатории в Лемонте, штат Иллинойс, который руководит инициативой ReCell по переработке литий-ионных аккумуляторов, финансируемой из федерального бюджета США.

Будущее лития

Первой задачей исследователей является сокращение количества металлов, которые необходимо добывать для аккумуляторов электромобилей. Количество варьируется в зависимости от типа аккумулятора и модели автомобиля, но один автомобильный литий-ионный аккумулятор (типа, известного как NMC532) может содержать около 8 кг лития, 35 кг никеля, 20 кг марганца и 14 кг марганца. кобальт, по данным Аргоннской национальной лаборатории.

Аналитики не ожидают отказа от литий-ионных батарей в ближайшее время: их стоимость упала настолько резко, что они, вероятно, станут доминирующей технологией в обозримом будущем. Сейчас они в 30 раз дешевле, чем когда они впервые появились на рынке в виде небольших портативных батарей в начале 19 века.90-х годов, хотя их производительность улучшилась. BNEF прогнозирует, что к 2023 году стоимость литий-ионного аккумулятора для электромобиля упадет ниже 100 долларов США за киловатт-час, или примерно на 20% ниже, чем сегодня (см. «Резкое падение стоимости аккумуляторов»). В результате электромобили, которые по-прежнему дороже обычных, должны достичь паритета цен к середине 2020-х годов. (По некоторым оценкам, электромобили уже дешевле автомобилей с бензиновым двигателем в течение всего срока службы благодаря тому, что их питание и обслуживание обходятся дешевле.)

Источник: M. S. Ziegler & J. E. Trancik Energy Environ. науч. https://doi.org/grhx (2021).

Для производства электроэнергии литий-ионные батареи перемещают ионы лития внутри от одного слоя, называемого анодом, к другому, катоду. Они разделены еще одним слоем, электролитом. Катоды являются основным фактором, ограничивающим производительность батареи, и именно в них находятся самые ценные металлы.

Катод типичного литий-ионного аккумуляторного элемента представляет собой тонкий слой слизи, содержащей микрокристаллы, которые часто похожи по структуре на минералы, встречающиеся в природе в земной коре или мантии, такие как оливины или шпинели. Кристаллы соединяют отрицательно заряженный кислород с положительно заряженным литием и различными другими металлами — в большинстве электромобилей это смесь никеля, марганца и кобальта. При перезарядке батареи ионы лития вырываются из этих оксидных кристаллов и притягиваются к аноду на основе графита, где они хранятся, зажатые между слоями атомов углерода (см. «Электрическое сердце»).

Источник: адаптировано из G. Harper et al. Natur e 575 , 75–86 (2019) и G. Offer et al. Природа 582 , 485–487 (2020).

Сам по себе литий не является дефицитом. Согласно июньскому отчету BNEF 2 , текущие запасы металла — 21 миллион тонн, по данным Геологической службы США, — достаточны для перехода на электромобили до середины века. А запасы — это гибкое понятие, потому что они представляют собой количество ресурса, которое может быть извлечено с экономической точки зрения при текущих ценах и с учетом современных технологий и нормативных требований. Для большинства материалов, если спрос растет, в конечном итоге растут и запасы.

Поскольку автомобили электрифицируются, задача заключается в увеличении производства лития для удовлетворения спроса, говорит Ампофо. «В период с 2020 по 2030 год он вырастет примерно в семь раз».

Это может привести к временному дефициту и резким колебаниям цен, говорит он. Но рыночные сбои не изменят картину в долгосрочной перспективе. «По мере создания новых перерабатывающих мощностей эта нехватка, скорее всего, устранится сама собой», — говорит Хареш Камат, специалист по накоплению энергии в Исследовательском институте электроэнергетики в Пало-Альто, Калифорния.

Залежи соли на заводе по производству лития на солончаках Уюни в Потоси, Боливия. Предоставлено: Carlos Becerra/Bloomberg/Getty

Увеличение добычи лития связано с экологическими проблемами: современные формы добычи требуют большого количества энергии (для извлечения лития из горных пород) или воды (для извлечения из рассолов). Но более современные методы извлечения лития из геотермальной воды с использованием геотермальной энергии для управления процессом считаются более безопасными. И, несмотря на эти экологические потери, добыча лития поможет заменить разрушительную добычу ископаемого топлива.

Исследователей больше беспокоит кобальт, который является наиболее ценным компонентом современных аккумуляторов для электромобилей. Две трети мировых поставок добываются в Демократической Республике Конго. Активисты-правозащитники выразили обеспокоенность условиями там, в частности, детским трудом и вредом для здоровья рабочих; как и другие тяжелые металлы, кобальт токсичен, если с ним не обращаться должным образом. Можно использовать альтернативные источники, такие как богатые металлом «конкреции», обнаруженные на морском дне, но они представляют собственную опасность для окружающей среды. И никель, еще один важный компонент аккумуляторов электромобилей, также может столкнуться с нехваткой9.0049 3 .

Управление металлами

Для решения проблем с сырьем в ряде лабораторий проводились эксперименты с катодами с низким содержанием или без кобальта. Но катодные материалы должны быть тщательно разработаны, чтобы их кристаллическая структура не разрушалась, даже если во время зарядки удаляется более половины ионов лития. А полный отказ от кобальта часто снижает плотность энергии батареи, говорит материаловед Арумугам Мантирам из Техасского университета в Остине, потому что он изменяет кристаллическую структуру катода и то, насколько прочно он может связывать литий.

Мантирам входит в число исследователей, решивших эту проблему — по крайней мере, в лаборатории — показав, что кобальт можно удалить из катодов без ущерба для производительности 4 . «Материал без кобальта, о котором мы сообщали, имеет ту же кристаллическую структуру, что и оксид лития-кобальта, и, следовательно, такую ​​же плотность энергии», — говорит Мантирам. Его команда сделала это, уточнив способ производства катодов и добавив небольшое количество других металлов, сохранив при этом кристаллическую структуру оксида кобальта катода. Мантирам говорит, что внедрить этот процесс на существующих фабриках должно быть просто, и он основал новую фирму под названием TexPower, чтобы попытаться вывести его на рынок в течение следующих двух лет. Другие лаборатории по всему миру работают над батареями, не содержащими кобальт: в частности, новаторский производитель электромобилей Tesla из Пало-Альто, Калифорния, заявил, что планирует исключить металл из своих батарей в ближайшие несколько лет.

Сунь Янг-Кук из Университета Ханьянг в Сеуле, Южная Корея, — еще один ученый-материаловед, добившийся аналогичных результатов в производстве катодов, не содержащих кобальта. Сан говорит, что некоторые технические проблемы могут остаться при создании новых катодов, потому что процесс основан на рафинировании богатых никелем руд, для чего может потребоваться дорогая атмосфера с чистым кислородом. Но сейчас многие исследователи считают проблему кобальта по существу решенной. Мантирам и Сан «показали, что можно делать действительно хорошие материалы без кобальта и [которые] работают очень хорошо», — говорит Джефф Дан, химик из Университета Далхаузи в Галифаксе, Канада.

Рабочие добывают кобальт возле шахты между Лубумбаши и Колвези в Демократической Республике Конго. Фото: Federico Scoppa/AFP/Getty

Никель

хоть и не такой дорогой, как кобальт, но и не дешевый. Исследователи также хотят удалить его. «Мы решили проблему нехватки кобальта, но из-за того, что мы так быстро расширяемся, мы движемся прямо к проблеме никеля», — говорит Гербранд Седер, материаловед из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Беркли, Калифорния. Но удаление как кобальта, так и никеля потребует перехода к радикально другим кристаллическим структурам для катодных материалов.

Один из подходов заключается в использовании материалов, называемых неупорядоченными каменными солями. Они получили свое название из-за своей кубической кристаллической структуры, которая похожа на структуру хлорида натрия, где кислород играет роль хлора, а смесь тяжелых металлов заменяет натрий. За последнее десятилетие команда Седера и другие группы показали, что некоторые каменные соли, богатые литием, позволяют литию легко входить и выходить — важнейшее свойство, позволяющее многократно заряжать 5 . Но, в отличие от обычных катодных материалов, неупорядоченные каменные соли не требуют кобальта или никеля, чтобы оставаться стабильными во время этого процесса. В частности, они могут быть сделаны из марганца, который дешев и доступен в изобилии, говорит Седер.

Лучше перерабатывать

Если батареи будут производиться без кобальта, исследователи столкнутся с непредвиденными последствиями. Металл является основным фактором, который делает переработку аккумуляторов экономичной, потому что другие материалы, особенно литий, в настоящее время дешевле добывать, чем перерабатывать.

На типичном заводе по переработке аккумуляторы сначала измельчаются, что превращает элементы в порошкообразную смесь всех используемых материалов. Эта смесь затем разбивается на составляющие ее элементы либо сжижением в плавильне (пирометаллургия), либо растворением в кислоте (гидрометаллургия). Наконец, металлы осаждаются из раствора в виде солей.

Механический шредер измельчает аккумуляторные модули, показанные здесь на заводе по переработке в Дюзенфельде в Германии. Фото: Wolfram Schroll/Duesenfeld

Исследовательские усилия были сосредоточены на усовершенствовании процесса, чтобы сделать переработанный литий экономически привлекательным. Подавляющее большинство литий-ионных аккумуляторов производится в Китае, Японии и Южной Корее; соответственно, возможности переработки там растут быстрее всего. Например, компания Guangdong Brunp из Фошаня — дочерняя компания CATL, крупнейшего производителя литий-ионных элементов в Китае — может перерабатывать 120 000 тонн батарей в год, по словам представителя. Это эквивалентно тому, что было бы использовано в более чем 200 000 автомобилей, и фирма способна восстановить большую часть лития, кобальта и никеля. Правительственная политика способствует этому: в Китае уже есть финансовые и нормативные стимулы для производителей аккумуляторов, которые получают материалы от компаний по переработке, а не импортируют только что добытые, говорит Ханс Эрик Мелин, управляющий директор консалтинговой компании Circular Energy Storage в Лондоне.

Европейская комиссия предложила ввести строгие требования к переработке аккумуляторов, которые могут быть введены поэтапно с 2023 года, хотя перспективы блока в развитии отечественной отрасли переработки неясны 6 . Тем временем администрация президента США Джо Байдена хочет потратить миллиарды долларов на развитие отечественной отрасли по производству аккумуляторов для электромобилей и поддержку переработки, но еще не предложила нормативных актов, выходящих за рамки существующего законодательства, классифицирующего аккумуляторы как опасные отходы, которые необходимо безопасно утилизировать. . Некоторые североамериканские начинающие фирмы говорят, что они уже могут извлекать большую часть металлов из аккумуляторов, включая литий, по затратам, конкурентоспособным с затратами на их добычу, хотя аналитики говорят, что на данном этапе общая экономия выгодна только из-за кобальт.

Измельченный аккумуляторный порошок, или «черная масса», очищается от пластин на заводе Li-Cycle по переработке аккумуляторов в Кингстоне, Онтарио, Канада. Предоставлено: Christinne Muschi/Bloomberg/Getty

Более радикальным подходом является повторное использование катодных кристаллов, а не разрушение их структуры, как это делают в гидро- и пирометаллургии. ReCell, совместное предприятие стоимостью 15 миллионов долларов США, которым управляет Spangenberger, включает в себя три национальные лаборатории, три университета и множество отраслевых игроков. Он разрабатывает методы, которые позволят переработчикам извлекать катодные кристаллы и перепродавать их. Одним из важнейших шагов после измельчения батарей является отделение катодных материалов от остальных с использованием тепла, химических веществ или других методов. «Причина, по которой мы с таким энтузиазмом относимся к сохранению кристаллической структуры, заключается в том, что для ее объединения потребовалось много энергии и ноу-хау. Именно в этом заключается большая ценность», — говорит Линда Гейнс, физический химик из Аргонна и главный аналитик ReCell.

Эти методы обработки работают с целым рядом кристаллических структур и составов, говорит Гейнс. Но если центр переработки получает поток отходов, который включает в себя множество типов батарей, различные типы катодного материала окажутся в котле для переработки. Это может усложнить усилия по разделению различных типов катодных кристаллов. Хотя процессы, разработанные ReCell, могут легко отделить никель, марганец и кобальт от других типов элементов, таких как, например, те, которые используют фосфат лития-железа, им будет трудно разделить два типа, которые оба содержат кобальт и никель, но в разных пропорции. По этой и другим причинам для батарей будет крайне важно иметь какой-то стандартизированный штрих-код, который сообщает переработчикам, что внутри, говорит Спангенбергер.

Рабочий автомобильной фирмы Renault готовится к демонтажу аккумулятора. Фирма заявляет, что перерабатывает все аккумуляторы для своих электромобилей — на данный момент всего пару сотен в год. Фото: Оливье Геррен, Photothèque Veolia

.

Еще одним потенциальным препятствием является то, что химия катодов постоянно развивается. Катоды, которые производители будут использовать через 10–15 лет — в конце жизненного цикла современных автомобилей — вполне могут отличаться от сегодняшних. Наиболее эффективным способом получения материалов для производителя может быть сбор собственных батарей в конце жизненного цикла. И батареи должны быть разработаны с нуля таким образом, чтобы их было легче разбирать, добавляет Гейнс.

Материаловед Эндрю Эбботт из Университета Лестера, Великобритания, утверждает, что переработка будет намного выгоднее, если она пропустит стадию измельчения и разберет клетки напрямую. Он и его сотрудники разработали метод разделения катодных материалов с помощью ультразвука 7 . Это лучше всего работает в аккумуляторных батареях, которые упакованы плоско, а не свернуты (как обычные «цилиндрические» элементы), и, добавляет Эбботт, переработанные материалы могут быть намного дешевле, чем первично добытые металлы. Он участвует в деле на 14 миллионов фунтов стерлингов (19 долларов США).-млн) Государственная исследовательская программа Великобритании по устойчивости аккумуляторов под названием ReLiB.

Увеличьте объем

Какие бы процессы переработки не стали стандартными, масштаб поможет. По словам Мелина, хотя в сообщениях средств массовой информации грядущий поток отработавших батарей обычно описывается как надвигающийся кризис, аналитики видят в нем большие возможности. Как только миллионы больших батарей начнут подходить к концу своего жизненного цикла, вступит в силу эффект масштаба, который сделает переработку более эффективной, а ее экономическое обоснование — более привлекательным.

Конвейер производства электромобилей на заводе Nio в Хэфэй, Китай. Предоставлено: Qilai Shen/Bloomberg/Getty

Аналитики говорят, что пример свинцово-кислотных аккумуляторов — тех, которые заводят автомобили с бензиновым двигателем — дает повод для оптимизма. Поскольку свинец токсичен, эти батареи классифицируются как опасные отходы и должны утилизироваться безопасным образом. Но вместо этого развилась эффективная промышленность по их переработке, несмотря на то, что свинец дешев. «Более 98% свинцово-кислотных аккумуляторов восстанавливаются и перерабатываются, — говорит Камат. «Ценность свинцово-кислотного аккумулятора даже ниже, чем литий-ионного. Но из-за большого объема в любом случае имеет смысл перерабатывать», — говорит Мелин.

Может пройти некоторое время, прежде чем рынок литий-ионных аккумуляторов достигнет своего полного размера, отчасти потому, что эти аккумуляторы стали исключительно долговечными: современные автомобильные аккумуляторы могут работать до 20 лет, говорит Камат. По словам Мелина, в типичном электромобиле, продаваемом сегодня, аккумуляторная батарея переживет автомобиль, в который она была встроена.

Это означает, что когда старые электромобили отправляются на слом, батареи зачастую не выбрасываются и не перерабатываются. Вместо этого их вынимают и повторно используют для менее требовательных приложений, таких как стационарные накопители энергии или моторные лодки. После десяти лет использования автомобильный аккумулятор, такой как у Nissan Leaf, который первоначально содержал 50 киловатт-часов, потеряет не более 20% своей емкости.

Еще один майский отчет МЭА, организации, известной своими исторически осторожными прогнозами, включал дорожную карту 8 по достижению глобального нулевого уровня выбросов к середине века, которая включает переход на электрический транспорт в качестве краеугольного камня. Уверенность в том, что это достижимо, отражает растущий консенсус среди политиков, исследователей и производителей в том, что проблемы электрификации автомобилей теперь полностью решаемы, и что если мы хотим иметь хоть какую-то надежду удержать изменение климата на управляемом уровне, нельзя терять время.

Литий ионный аккумулятор для электромобиля: Литий-ионные батареи для электромобилей