Perché le batterie al litio-ionico dominano l'elettronica di consumo, i veicoli elettrici e l'accumulo di energia?

batterie al litio-ion (batterie secondarie) hanno sperimentato uno sviluppo rapido da zero in poco più di trent'anni, evolvendo in un'industria vasta e diversificata di batterie al litio ampiamente utilizzata, ad alte prestazioni, ecologica e strettamente legata alla nostra produzione e vita quotidiana. Ciò ha creato un mercato del valore di miliardi di euro e un'industria energetica nuova basata sulle batterie al litio con prospettive di sviluppo estremamente ampie.

Le batterie al litio-ion hanno un'ampia gamma di applicazioni, che possono essere riassunte nelle seguenti categorie principali: elettronica di consumo (batterie al litio-ion per dispositivi digitali) , veicoli a energia nuova (batterie al litio-ion per uso automobilistico) , e stazioni di accumulo energetico (batterie al litio-ion per immagazzinamento dell'energia) . Queste tre aree applicative rappresentano la maggior parte delle applicazioni delle batterie al litio-ion. Di seguito le presenteremo in base a diversi scenari di utilizzo.

I. Batterie al litio-ion per dispositivi digitali

Attualmente, l'applicazione delle batterie al litio nei dispositivi elettronici di consumo è relativamente matura e i prodotti correlati vengono aggiornati e sostituiti rapidamente; pertanto, i requisiti relativi alla durata delle batterie al litio non sono particolarmente elevati. Il principale focus della ricerca e sviluppo per le batterie al litio digitali è migliorare l'energia specifica, la potenza specifica e la sicurezza, al fine di estendere la durata della batteria dei dispositivi elettronici e migliorare la velocità di ricarica e le prestazioni di sicurezza. A tal fine, gli scienziati stanno studiando l'uso di silicio drogato con grafite per ottenere un'energia specifica maggiore, aggiungendo materiali altamente conduttivi e conduttivi agli ioni nei materiali degli elettrodi e utilizzando separatori in ceramica per migliorare la velocità di ricarica e le prestazioni di sicurezza della batteria.

Le applicazioni più comuni delle batterie al litio digitali includono: laptop, smartphone, smartwatch, braccialetti intelligenti, tablet, droni, auricolari Bluetooth, altoparlanti Bluetooth, power bank, action camera, sigarette elettroniche, prodotti per adulti, ecc.

II. Batterie al Litio-ion per l'Alimentazione

Con la catena industriale delle batterie al litio-ion nel mio paese ormai sempre più completa e una concorrenza settoriale intensificata, le batterie al litio-ion per l'alimentazione del mio paese godono attualmente di un significativo vantaggio in termini di costo. Nel campo dei veicoli a energia nuova, i costi di produzione e di esercizio delle batterie al litio-ion sono ora competitivi rispetto ai sistemi propulsivi a motore a combustione interna. Per quanto riguarda i costi operativi, considerando un consumo di 20 chilowattora (kWh) ogni 100 chilometri, il costo di ricarica della batteria ammonta a soli circa 20 yuan, mentre, in base ai prezzi della benzina, il costo del carburante ogni 100 chilometri può superare i 50 yuan. Nel 2024, la quota mensile di vendite dei veicoli a energia nuova nel mio paese ha superato per la prima volta quella dei veicoli a benzina, segnando così i veicoli a energia nuova come prodotto principale sul mercato e rappresentando una tappa fondamentale nella trasformazione e nell'aggiornamento dell'industria automobilistica globale.

Le applicazioni delle batterie al litio per uso energetico includono: veicoli elettrici a nuova energia, navi elettriche a nuova energia, aeroplani elettrici, autobus elettrici, robot intelligenti, cani robot intelligenti, veicoli logistici intelligenti ( AGV), carrelli elevatori elettrici, due ruote elettrici, tricicli elettrici, golf cart elettrici, veicoli elettrici per turismo, ecc.

III. Batterie al litio per immagazzinamento energetico

Il progetto di un nuovo sistema energetico basato sulle batterie al litio continua ad espandersi, offrendo possibilità illimitate. Con il progresso verso gli obiettivi "doppio carbonio", la struttura energetica del mio paese si sta trasformando continuamente in un modello verde e a basse emissioni di carbonio. Alla fine del 2024, la capacità installata cumulativa in Italia dello stoccaggio energetico da fonti rinnovabili ha superato i 70 GWh (gigawatt-ora), circa 20 volte il valore registrato alla fine del periodo del 13° Piano Quinquennale. Questa rivoluzione dello stoccaggio energetico non è soltanto una competizione tecnologica, ma anche un asset strategico per la sicurezza energetica nazionale del mio paese.

Gli scenari applicativi delle batterie al litio per lo stoccaggio dell'energia includono: stoccaggio dell'energia sul lato di generazione – centrali fotovoltaiche con accumulo, centrali eoliche con accumulo, centrali per la regolazione della frequenza AGC, ecc.; stoccaggio dell'energia sul lato rete – accumulo presso sottostazioni, centrali virtuali, centrali per lo stoccaggio per regolazione di picco/frequenza, ecc.; stoccaggio dell'energia sul lato utente – stazioni di ricarica fotovoltaiche con accumulo, centrali domestiche con accumulo, alimentatori di riserva, alimentatori portatili con accumulo energetico, ecc.

IV. Altri scenari applicativi delle batterie al litio

Applicazioni militari: alimentazione per operazioni in campo, alimentatori individuali per soldati, alimentazione per apparecchiature di esplorazione, alimentazione per abbigliamento e calzature termici, alimentazione per armi ad alta energia, ecc.

Settore medico : Ultrasuoni portatili, monitor portatile della pressione sanguigna, ossimetro del polso indossabile, monitor portatile, elettrocardiogramma monofocale indossabile, ecc.

Il litio, la materia prima fondamentale delle batterie agli ioni di litio, è da tempo conosciuto come " petrolio bianco " ed è un elemento metallico indispensabile per lo sviluppo dei veicoli a nuova energia e dell'accumulo energetico mediante nuove tecnologie chimiche. La sua importanza è paragonabile a quella del petrolio nell'era elettrica. Gli analisti del settore ritengono che, proprio come il petrolio ha inaugurato l'era dei combustibili fossili, le batterie agli ioni di litio guideranno una nuova rivoluzione energetica.