Por Que as Baterias de Íon-Lítio Dominam a Eletrônica de Consumo, Veículos Elétricos e Armazenamento de Energia？

baterias de íons de lítio (baterias secundárias) experimentaram um desenvolvimento rápido do zero em pouco mais de trinta anos, evoluindo para uma indústria de baterias de lítio vasta e diversificada, amplamente utilizada, de alto desempenho, ambientalmente amigável e intimamente ligada à nossa produção e vida diária. Isso criou um mercado de bilhões de dólares e uma indústria de nova energia com baterias de lítio com perspectivas de desenvolvimento extremamente amplas.

As baterias de íons de lítio têm uma ampla gama de aplicações, que podem ser resumidas nas seguintes categorias principais: eletrônicos de consumo (baterias de íons de lítio digitais) , veículos de nova energia (baterias de íons de lítio para propulsão) , e estações de armazenamento de energia (baterias de íons de lítio para armazenamento de energia) . Essas três áreas de aplicação representam a maioria das utilizações de baterias de íons de lítio. A seguir, apresentaremos cada uma conforme diferentes cenários de aplicação.

I. Baterias de Íons de Lítio Digitais

Atualmente, a aplicação de baterias de íons de lítio na eletrônica de consumo é relativamente madura, e os produtos relacionados são atualizados e substituídos rapidamente, de modo que os requisitos para a vida útil da bateria de lítio não são particularmente elevados. O principal foco de pesquisa e desenvolvimento para baterias digitais de íons de lítio está em melhorar a energia específica, a potência específica e a segurança, a fim de prolongar a vida útil da bateria dos produtos eletrônicos e melhorar a velocidade de carregamento e o desempenho de segurança. Para isso, os cientistas estão pesquisando o uso de silício dopado com grafite para obter maior energia específica da bateria, além de adicionar materiais altamente condutores e condutores iônicos aos materiais dos eletrodos e utilizar separadores cerâmicos para melhorar a velocidade de carregamento e o desempenho de segurança.

Aplicações comuns de baterias digitais de íons de lítio incluem: laptops, smartphones, smartwatches, pulseiras inteligentes, tablets, drones, fones de ouvido Bluetooth, alto-falantes Bluetooth, bancos de energia, câmeras de ação, cigarros eletrônicos, produtos para adultos, etc.

II. Baterias de Lítio-íon para Propulsão

Com a cadeia industrial de baterias de lítio-íon cada vez mais completa em meu país e com a intensificação da concorrência no setor, as baterias de lítio-íon para propulsão em meu país atualmente possuem uma vantagem de custo significativa. No campo dos veículos de nova energia, os custos de fabricação e operação das baterias de lítio-íon já são competitivos com os sistemas de propulsão de motores de combustão interna. Em termos de custos operacionais, com um consumo de 20 quilowatts-hora (kWh) por 100 quilômetros, o custo de carregamento da bateria é de apenas cerca de 20 yuans, enquanto, com base nos preços da gasolina, o custo de combustível por 100 quilômetros pode ultrapassar 50 yuans. Em 2024, a participação nas vendas mensais de veículos de nova energia em meu país superou pela primeira vez a dos veículos a gasolina, marcando os veículos de nova energia como o padrão principal do mercado e um marco importante na transformação e modernização da indústria automotiva global.

As aplicações das baterias de íons de lítio para energia incluem: veículos elétricos de nova energia, navios elétricos de nova energia, aviões elétricos, ônibus elétricos, robôs inteligentes, cães-robôs inteligentes, veículos logísticos inteligentes ( AGVs), empilhadeiras elétricas, duas rodas elétricas, triciclos elétricos, carrinhos de golfe elétricos, veículos elétricos de turismo, etc.

III. Baterias de Íons de Lítio para Armazenamento de Energia

A trajetória de um novo sistema energético centrado nas baterias de íons de lítio continua se expandindo, oferecendo possibilidades ilimitadas. Com o avanço dos objetivos de "duplo carbono", a estrutura energética do meu país está se transformando continuamente rumo a um modelo verde e de baixo carbono. Ao final de 2024, a capacidade acumulada instalada de armazenamento de nova energia no meu país ultrapassou 70 GWh (gigawatts-hora), aproximadamente 20 vezes o valor registrado ao final do período do 13º Plano Quinquenal. Essa revolução no armazenamento de energia não é apenas uma competição tecnológica, mas também uma estratégia essencial para a segurança energética nacional do meu país.

Cenários de aplicação para baterias de íon-lítio para armazenamento de energia incluem: armazenamento no lado da geração – usinas de armazenamento de energia fotovoltaica, usinas de armazenamento de energia eólica, usinas de regulação de frequência AGC, etc.; armazenamento no lado da rede – armazenamento em subestações, usinas virtuais, usinas de armazenamento para corte de pico/regulação de frequência, etc.; armazenamento no lado do usuário – estações de carregamento com armazenamento fotovoltaico, usinas de armazenamento residencial, fontes de alimentação de backup, fontes portáteis de armazenamento de energia, etc.

IV. Outros Cenários de Aplicação de Baterias de Íon-Lítio

Aplicações militares: fonte de alimentação para operações de campo, fontes individuais para soldados, fonte de alimentação para equipamentos de exploração, fonte de alimentação para roupas e calçados em climas frios, fonte de alimentação para armas de alta energia, etc.

Campo Médico : Ultrassom portátil, monitor portátil de pressão arterial, oxímetro de pulso vestível, monitor portátil, eletrocardiograma de um canal vestível, etc.

O lítio, a matéria-prima essencial das baterias de íons de lítio, há muito tempo é conhecido como " petróleo branco " e é um elemento metálico indispensável para o desenvolvimento de veículos de nova energia e armazenamento de energia química inovador. Sua importância é comparável à do petróleo na era elétrica. Analistas do setor acreditam que, assim como o petróleo inaugurou a era dos combustíveis fósseis, as baterias de íons de lítio liderarão uma nova revolução energética.