למה סוללות יון-ליתיום משלטות באלקטרוניקה צרכנית, רכב חשמלי ואחסון אנרגיה?

סוללות ליתיום-יון (סוללות שניוניות) עברו התפתחות מהירה ממש מאפס בתוך קצת יותר משלושים שנה, והפכו לתעשיית סוללות ליתיום ענקית ומגוונת, שמשמשת בצורה רחבה, בעלת ביצועים גבוהים, ידידותית לסביבה וקשורה בצורה חזקה לייצור ולחיינו היומיומיים. בכך נוצר שוק בשווי טריליון דולר ותעשיית אנרגיה חדשה של סוללות ליתיום עם תחזית התפתחות רחבה במיוחד.

לסוללות ליתיום-יון יש טווח שימושים רחב, שניתן לסכם אותו לכיתות עיקריות הבאות: אלקטרוניקה לצרכן (סוללות ליתיום-יון דיגיטליות) , véhicules חשמליים (סוללות ליתיום-יון להנעה) , ו תחנות איחסון אנרגיה (סוללות ליתיום-יון לאחסון אנרגיה) . שלושת תחומי היישום הללו מהווים את הרוב המכריע בשימושים של סוללות ליתיום-יון. בהמשך נציג אותם לפי תרחישי שימוש שונים.

א. סוללות ליתיום-יון דיגיטליות

כרגע, השימוש בסוללות ליתיום-יון באלקטרוניקה לצרכן הוא בשל יחסית, והמוצרים הקשורים מתעדכנים ומשתנים במהירות, ולכן דרישות אורך החיים של סוללות הליתיום אינן גבוהות במיוחד. המיקוד העיקרי במחקר ופיתוח של סוללות ליתיום דיגיטלי הוא בשיפור האנרגיה הסגולה, ההספק הסגול והבטיחות, על מנת להאריך את אורך חיי הסוללה של המכשירים האלקטרוניים ולשפר את מהירות הטעינה וביצועי הבטיחות. לשם כך, חוקרים חוקרים את השימוש בגרפיט מזוהם בסיליקון כדי להשיג אנרגיה סגולה גבוהה יותר, תוך הוספת חומרים בעלי מוליכות גבוהה ויונית לחומרי האלקטרודה, וכן שימוש במפרידים קרמיים לשיפור מהירות הטעינה וביצועי הבטיחות.

יישומים נפוצים של סוללות ליתיום דיגיטלי כוללים: מחשבים ניידים, טלפונים חכמים, שעונים חכמים, צמידי רשת חכמים, טאבלטים, רחפנים, אוזניות 블וטות', רמקולים בלוטות', מאגרי שחרור, מצלמות פעולה, סיגריות אלקטרוניות, מוצרים למבוגרים וכו'.

II. סוללות ליתיום-יון לצורכי כוח

עם שרשרת התעשייה של סוללות ליתיום-יון שהופכת להיות שלמה יותר ויותר במדינה שלי ותחרות תחרותיות בתעשייה, סוללות הליתיום-יון לצורכי כוח במדינה שלי מהוות כיום יתרון בעל עלות נמוכה באופן משמעותי. בתחום כלי הרכב החשמליים, עלות הייצור והפעלה של סוללות ליתיום-יון מתחרה כיום עם מערכות כוח של מנוע בעירה פנימית. מבחינת עלויות הפעלה, בהנחה של צריכה של 20 קילוואט-שעה (kWh) ל-100 קילומטרים, עלות טעינת הסוללה היא רק כ-20 יואן, בעוד שעלות הדלק ל-100 קילומטרים, בהתבסס על מחירי הגזolin, עשויה לעלות על 50 יואן. בשנת 2024, שיעור המכירות החודשי של כלי רכב חשמליים במדינה שלי חצה לראשונה את זה של כלי רכב שמנועיהם מונעים בגזolin, מה שמסמן את כלי הרכב החשמליים כשוק המרכזי ואת צמד המשקל החשוב ביותר בהמרתה ושדרוגה של תעשיית הרכב העולמית.

יישומי סוללות ליתיום-יון לכוח כוללים: כלי רכב חשמליים אנרגיה חדשה, ספינות חשמליות אנרגיה חדשה, מטוסים חשמליים, אוטובוסים חשמליים, רובוטים חכמים, כלבים רובוטים חכמים, כלי רכב לוגיסטיים חכמים ( AGVs), רכבי משא חשמליים, דו-גלגליים חשמליים, שלושיות חשמליות, עגלות גולף חשמליות, רכבי תצפית חשמליים, ועוד.

III. סוללות ליתיום-יון לאחסון אנרגיה

התוכנית למבנה אנרגיה חדש שמרכזו סוללות ליתיום-יון ממשיכה להתרחב, ובה תודע אי-סופית. עם התקדמות היעדים של "הפחמן הכפול", המבנה האנרגטי של מדינתנו מתפתחת באופן מתמיד לדגם ירוק ונמוך פחמן. עד סוף 2024, הקיבולת המותקנת המצטברת של איחסון אנרגיה חדשה במדינתנו עברה 70 GWh (ג'יגוואט-שעה), בערך פי 20 מהרמה בסוף תקופת התכנון החמישית העשרים. מהפכת האנרגיה הזו היא לא רק תחרות טכנולוגית, אלא גם תכנון אסטרטגי לביטחון האנרגיה הלאומי של מדינתנו.

scenarious יישום של סוללות ליתיום-יון לאחסון אנרגיה כוללים: אחסון צד ייצור - תחנות כוח לאחסון אנרגיה פוטו-וולטאית, תחנות כוח לאחסון אנרגיה רוח, תחנות כוח לאחסון ייצוב תדר AGC, וכו'; אחסון צד רשת - תחנות משנה לאחסון אנרגיה, מפעלי חשמל וירטואליים, תחנות כוח לאחסון שיא חיתוך/ייצוב תדר, וכו'; אחסון צד משתמש - תחנות טעינה לאחסון אנרגיה פוטו-וולטאית, תחנות כוח לאחסון ביתיות, מקורות חשמל גיבוי, מקורות חשמל ניידים לאחסון אנרגיה, וכו'.

IV. יישומים אחרים של סוללות ליתיום-יון

יישומים צבאיים: אספקת חשמל לפעולת שטח, אספקת חשמל לחייל בודד, אספקת חשמל לציוד חקר, אספקת חשמל לביגוד ולחצצים למזג אוויר קר, אספקת חשמל לנשקים בעלי אנרגיה גבוהה, וכו'.

תחום רפואי : אולטראסאונד נייד, מונה לחץ דם נייד, מד ריכוז חמצן בכף היד, מונה יד, מד מלב-חד-התקן נלבש, וכו'.

ליתיום, החומר הראשוני המרכזי של סוללות יון-ליתיום, ידוע כבר זמן רב כ" נפט לבן " והוא יסוד מתכתי חיוני להתפתחות כלי רכב חדשים ואחסון אנרגיה כימית חדשני. חשיבותו דומה לזו של הנפט בעידן האלקטרוניקה. אנשי תעשייה מאמינים כי כפי שנפט השאיר את חותמו על עידן הדלקים הפוסיליים, סוללות יון-ליתיום יובילו למהפכה חדשה בתחום האנרגיה.