Защо литиево-йонните батерии доминират в потребителската електроника, ЕВ и съхранението на енергия?

литиево-йонни батерии (вторични батерии) преживяха бързо развитие от нулата за малко повече от тридесет години, превръщайки се в обширна и разнообразна индустрия на литиеви батерии, която е широко използвана, високоефективна, екологична и тясно свързана с нашето производство и ежедневието. Това създаде пазар със стойност над трилион долара и нова индустрия на литиеви батерии в сектора на възобновяемата енергия с изключително широки перспективи за развитие.

Литиево-йонните батерии имат широк спектър от приложения, които могат да бъдат обобщени в следните основни категории: потребителска електроника (дигитални литиево-йонни батерии) , нови енергийни превозни средства (тягови литиево-йонни батерии) , и станции за съхранение на енергия (литиево-йонни батерии за съхранение на енергия) . Тези три приложни области обхващат голямата част от приложенията на литиево-йонните батерии. По-долу ще ги представим според различните сценарии на приложение.

I. Дигитални литиево-йонни батерии

В момента прилагането на литиево-йонни батерии в потребителската електроника е сравнително зрело, а съответните продукти се обновяват и подменят бързо, затова изискванията към продължителността на живота на литиевите батерии не са особено високи. Основният фокус на научноизследователската дейност за цифровите литиево-йонни батерии е насочен към подобряване на специфичната енергия, специфичната мощност и безопасността, за да се удължи животът на батерията в електронните продукти и да се подобри скоростта на зареждане и работата ѝ по отношение на безопасност. За тази цел учените проучват използването на графит-допиран кремний, за да се получи по-висока специфична енергия на батерията, както и добавянето на високо проводими и йонно-проводими материали към електродните материали и използването на керамични сепаратори за подобряване на скоростта на зареждане и безопасността.

Често срещани приложения на цифрови литиево-йонни батерии включват: лаптопи, смартфони, смарт часовници, смарт гривни, таблети, дронове, Bluetooth слушалки, Bluetooth колони, power bank-ове, екшън камери, е-цигари, продукти за възрастни и др.

II. Акумулатори с литиев-йонна технология за задвижване

С все по-пълната индустриална верига на акумулаторите с литиев-йонна технология в моята страна и засилената конкуренция в сектора, акумулаторите за задвижване в момента разполагат със значително предимство по отношение на цената. В сферата на превозните средства с нова енергия производствените и експлоатационните разходи на литиев-йонните акумулатори вече са конкурентни спрямо системите за задвижване с вътрешно горене. По отношение на експлоатационните разходи, при разход на 20 киловатчаса (kWh) на 100 километра, разходите за зареждане на акумулатора са около 20 юаня, докато при цени на бензина, разходите за гориво на 100 километра могат да надвишат 50 юаня. През 2024 година месечният дял на продажбите на превозни средства с нова енергия в моята страна за първи път надхвърли този на бензиновите превозни средства, което поставя превозните средства с нова енергия като основен пазарен тип и представлява важен етап в трансформацията и модернизацията на глобалната автомобилна индустрия.

Приложенията на силовите литиево-йонни батерии включват: електрически превозни средства с нова енергия, електрически кораби с нова енергия, електрически самолети, електрически автобуси, интелигентни роботи, интелигентни роботи кучета, интелигентни логистични превозни средства ( AGVs), електрически вили, електрически двуколесни превозни средства, електрически триколесни превозни средства, електрически колички за голф, електрически обикновени превозни средства и др.

III. Литиево-йонни батерии за съхранение на енергия

Планът за нова енергийна система, центрирана върху литиево-йонните батерии, продължава да се разширява, като предлага безкрайни възможности. С напредъка на целите за „двойна въглеродна неутралност“, енергийната структура на моята страна непрекъснато се преобразува към зелена и нисковъглеродна модел. Към края на 2024 г. натрупаната инсталирана мощност на новите енергийни системи за съхранение в моята страна надхвърли 70 GWh (гигаватчаса), което е приблизително 20 пъти повече в сравнение с края на периода на 13-ата петгодишна програма. Тази революция в съхранението на енергия не е само технологична надпревара, но и стратегическа инициатива за националната енергийна сигурност на моята страна.

Сценарии за приложение на литиево-йонните батерии за съхранение на енергия включват: съхранение на енергия от страна на производителите – фотоволтаични централи за съхранение на енергия, ветроцентрали за съхранение на енергия, централи за АРЧ регулиране на честотата и др.; съхранение на енергия от страна на мрежата – съхранение на енергия в трансформаторни станции, виртуални електроцентрали, централи за съхранение на енергия за пикови натоварвания/регулиране на честота и др.; съхранение на енергия от страна на потребителя – зарядни станции с фотоволтаично съхранение на енергия, домашни централи за съхранение на енергия, резервни източници на енергия, преносими източници на енергия, др.

IV. Други приложения на литиево-йонните батерии

Военни приложения: захранване за полеви операции, индивидуални захранвания за войници, захранване за разузнавателна техника, захранване за облекло и обувки за студено време, захранване за високоенергийни оръжия и др.

Медицинска област : Преносим ултразвук, преносим тонометър, носим пулсов оксиметър, ръчен монитор, носим еднополюсен кардиограм, др.

Литий, основният суровина за литиево-йонните батерии, отдавна е известен като „ бяло петрол “ и е незаменим металоиден елемент за развитието на превозни средства с нова енергия и нови химически системи за съхранение на енергия. Неговото значение е съпоставимо с това на петрола в електрическата епоха. Специалисти от индустрията смятат, че точно както петролът въведе ерата на изкопаемите горива, литиево-йонните батерии ще поведат нова енергийна революция.