Литий-ионные аккумуляторы, используемые в электромобилях

Используются ли литиевые батареи в электромобилях?

Для некоторых компаний-производителей литиевые батареи могут быть включены в конструкцию электромобилей. Однако литий-ионные батареи, улучшенная версия литиевых элементов, более предпочтительны для использования в производстве этих электромобилей.

Какие металлы используются в аккумуляторах электромобилей?

Требования или спрос на металл любого типа со стороны производителей электромобилей варьируются в зависимости от конструкции и используемых методов производства. Например, Tesla использует такие металлы, как литий, графит, медь, никель, алюминий, кобальт и титан для своих моделей автомобилей. С другой стороны, такая компания, как Nissan, использует определенное количество марганца для производства своих электрических батарей, используемых в электромобилях. Другие производственные компании могут также включать «редкоземельные металлы» в процессы, используемые для создания своих ячеек, особенно при усилении шасси в различных критических точках. Ниже приведены некоторые из нескольких металлов, используемых в аккумуляторных батареях электромобилей, спрос на которые, как ожидается, будет расти с увеличением адаптации электромобилей:

Литий

Литий пользуется большим спросом, поскольку он является важным компонентом современных аккумуляторов, особенно в электромобилях. Высокий спрос также вызвал много шума в горнодобывающем секторе, поскольку он является важным материалом для источника энергии в автомобильной батарее, и для удовлетворения потребностей в высокой плотности энергии требуется большое количество материалов.

В типичном электромобиле используется около 23 кг металлического лития, а в стандартном гибриде - около 13 кг того же металла. Tesla, кажется, является рекордсменом по количеству процессов на основе лития при производстве электромобилей: в каждом автомобиле используется более 50 кг металлического лития. Отметим, что увеличение проникновения электромобилей на рынок всего на 1% приводит к увеличению спроса на литий на 70 000 тонн в год.

Медь

Среднестатистические автомобили с бензиновым двигателем включают в себя около 20 кг меди при производстве, и большая часть этой цифры идет на проводку. С другой стороны, гибрид потребляет вдвое больше (40 кг), в то время как электромобиль расходует около 80 кг меди на автомобиль. Учитывая темпы производства электромобилей и спрос на металл, это оценивает потребность в меди в 11 000 000 тонн только для электромобилей.

Весь рынок меди для всех видов применения составил ошеломляющую цифру - около 36 000 000 тонн металла в год, что означает экстремальный уровень спроса и требует добычи медных месторождений с низким содержанием меди.

Графитовый

Графит является важным элементом при разработке и производстве аккумуляторных батарей для электромобилей. Электромобиль Tesla и особенно Model S содержат около 55 кг графита на автомобиль, который поставляется из Китая. Каким бы высоким ни был спрос, металл в достаточной мере доступен и даже является отработанным минералом, обнаруженным в месторождениях цветных металлов VMS. В качестве альтернативы его можно найти в нескольких других геологических районах, что подтверждает его изобилие на рынке. Единственное ограничение, с которым сталкивается металл, - это низкий уровень чистоты и качества из этих различных источников.

В настоящее время предпочтительным источником, из которого настоятельно рекомендуется добыча графита из-за высокого уровня чистоты, является нефтяной кокс. Этот источник основан на добыче синтезированного графита. Однако имеются положительные признаки добычи высокого качества и чистоты гидротермального графита, которые, как ожидается, будут превосходить таковые для синтезированного графита при значительно более низких затратах на производство. Значительный фактор также снижает воздействие на окружающую среду за счет добычи гидротермального графита. Один только EV имеет потенциал для роста рынка графита на 93 000 тонн в год с прямо пропорциональной связью его производства с добычей металла.

Кобальт

Кобальт - еще один важный элемент, используемый в конструкции современных аккумуляторов электромобилей. Например, Model S от Tesla использует около 8 кг кобальта для каждой произведенной ячейки. Большая часть мировых запасов этого металла происходит из запасов в Центральноафриканском медном поясе. Однако эти резервы были объявлены ограниченными и, таким образом, скоро будут исчерпаны через годы или десятилетия с увеличением количества электромобилей.

Как мы все знаем, с адаптацией электромобилей спрос на них значительно возрастет с годами, поскольку мы стремимся заменить автомобили с линейным питанием. Это увеличение спроса приведет к увеличению потребности в кобальте, и, если новые стабильные поставки не будут введены в производство, мы должны ожидать подстанции.

Никель

Катод батареи Tesla на 80% состоит из никеля, который также используется в конструкциях аккумуляторов электромобилей для других компаний-производителей, но в меньшей степени. При переводе только 10% автомобилей во всем мире на электрическую сторону рынок никеля значительно расширился бы на 20% до поразительной цифры примерно в 2 500 000 тонн в год с 2 000 000 тонн.

Алюминий

Алюминий намного легче железа и позволяет электромобилям значительно расширить свой ассортимент. Он также считается опорой мировой экономики с широким спектром применений, которые предпочтительны для кузова транспортного средства. Ожидается, что высокий спрос на электромобили не ограничит источники алюминия, поскольку этот металл не является редкостью и легко доступен.

Другие металлы

Титан известен своим сверхпрочным качеством и поэтому используется в ходовой части электромобилей, особенно моделей Tesla, для защиты аккумуляторной батареи от таких рисков, как повреждения.

Марганец также является другим металлом, который используется некоторыми компаниями-производителями электромобилей, такими как Nissan. Однако, хотя этот металл не является редкостью, он не работал так, как ожидалось, и, следовательно, его применение в отрасли не получило широкого распространения.

Сравнение разных типов аккумуляторов для электромобилей

Существует множество видов аккумуляторных технологий для электромобилей, и нужно сравнивать эти разные конструкции. У этих разных батарей ожидаемый срок службы, и в какой-то момент во время жизненного путешествия вам придется заменить батарею.

• Кальций-кальциевый аккумулятор

Аккумулятор содержит кальциевый сплав на разных заряженных пластинах. Кальций предназначен для уменьшения потери жидкости клетками. Однако аккумулятор легко повредить при перезарядке.

• Глубокий цикл

Эта батарея имеет тенденцию обеспечивать питание в течение длительного времени. Им, однако, требуется, чтобы их машина проехала на большие расстояния, чтобы зарядить их.

• Литий-ионный аккумулятор

Это дорогие батареи, но они, как правило, обладают более высокой плотностью энергии, чем другие, и при этом легче.

• Залитая батарея

Цена на эту батарею мизерная, что делает ее одной из самых популярных. Они не требуют обслуживания и герметичны, поэтому не требуют замены газов. Жидкости хватает на весь срок службы батареи, поэтому ее не нужно доливать.