De ce bateriile de litiu-ion domină electronica de consum, vehiculele electrice și stocarea energiei?

baterii cu litiu-ion (baterii secundare) au cunoscut o dezvoltare rapidă de la zero în doar puțin peste treizeci de ani, evoluând într-o industrie vastă și diversificată de baterii cu litiu, utilizată pe scară largă, cu performanțe ridicate, prietenoasă cu mediul și strâns legată de producția și viața noastră de zi cu zi. Aceasta a creat o piață de miliarde de dolari și o industrie nouă de energie verde bazată pe baterii cu litiu, cu perspective de dezvoltare extrem de largi.

Bateriile cu litiu-ion au o gamă largă de aplicații, care pot fi rezumate în următoarele categorii principale: electronice de uz casnic (baterii cu litiu-ion digitale) , vehicule electrice (baterii cu litiu-ion pentru propulsie) și stații de stocare a energiei (baterii cu litiu-ion pentru stocare energetică) . Aceste trei domenii de aplicație reprezintă majoritatea utilizărilor bateriilor cu litiu-ion. Mai jos, le vom prezenta în funcție de diferite scenarii de utilizare.

I. Baterii cu litiu-ion Digitale

În prezent, utilizarea bateriilor cu litiu-ion în electronica de consum este relativ matură, iar produsele aferente sunt actualizate și înlocuite rapid, astfel că cerințele privind durata de viață a bateriilor cu litiu nu sunt deosebit de ridicate. Principalul accent al cercetării și dezvoltării pentru bateriile digitale cu litiu-ion este îmbunătățirea energiei specifice, puterii specifice și a siguranței, pentru a prelungi autonomia produselor electronice și a îmbunătăți viteza de încărcare și performanța în siguranță. În acest scop, oamenii de știință cercetează utilizarea siliciului dopat cu grafit pentru obținerea unei energii specifice mai mari a bateriei, precum și adăugarea de materiale cu conductivitate electrică și ionică ridicată în materialele electrozilor și utilizarea separatorilor ceramici pentru a îmbunătăți viteza de încărcare și siguranța bateriei.

Aplicații comune ale bateriilor digitale cu litiu-ion includ: laptopuri, telefoane inteligente, ceasuri inteligente, brățări inteligente, tablete, drone, căști Bluetooth, difuzoare Bluetooth, bankuri de energie, camere acțiune, țigări electronice, produse pentru adulți etc.

II. Baterii de putere cu litiu-ion

Cu lanțul industrial al bateriilor cu litiu-ion din țara mea din ce în ce mai complet și cu o concurență industrială tot mai intensă, bateriile de putere cu litiu-ion din țara mea beneficiază în prezent de un avantaj semnificativ de cost. În domeniul vehiculelor electrice, costurile de producție și de exploatare ale bateriilor cu litiu-ion sunt acum competitive cu cele ale sistemelor de propulsie cu motor cu ardere internă. Din punct de vedere al costurilor de exploatare, pentru un consum de 20 de kilowatt-oră (kWh) la 100 de kilometri, costul de încărcare a bateriei este de doar aproximativ 20 de yuan, în timp ce, în funcție de prețul benzinei, costul combustibilului la 100 de kilometri poate depăși 50 de yuan. În 2024, ponderea lunară a vânzărilor de vehicule electrice din țara mea a depășit pentru prima dată pe cea a vehiculelor cu benzină, marcând astfel trecerea vehiculelor electrice la statutul de produs principal pe piață și reprezentând o etapă importantă în transformarea și modernizarea industriei auto globale.

Aplicațiile bateriilor de putere cu litiu-ion includ: vehicule electrice cu energie nouă, nave electrice cu energie nouă, avioane electrice, autobuze electrice, roboți inteligenți, câini roboți inteligenți, vehicule logistice inteligente ( AGVs), transpalete electrice, vehicule electrice cu două roți, vehicule electrice cu trei roți, cărucioare electrice de golf, vehicule electrice de vizită, etc.

III. Baterii de stocare a energiei cu litiu-ion

Planul pentru un nou sistem energetic centrat pe bateriile cu litiu-ion continuă să se extindă, oferind posibilități nelimitate. Odată cu progresul în realizarea obiectivelor "dublu carbon", structura energetică a țării noastre se transformă în mod continuu către un model verde și cu emisii reduse de carbon. Până la sfârșitul anului 2024, capacitatea cumulată instalată de stocare a energiei noi din țara noastră a depășit 70 GWh (gigawatt-oră), aproximativ de 20 de ori mai mult decât la sfârșitul perioadei celui de-al 13-lea Plan Cincinal. Această revoluție a stocării energiei nu este doar o competiție tehnologică, ci și o configurație strategică pentru securitatea națională a energiei țării noastre.

Scenarii de aplicare pentru bateriile de stocare a energiei cu litiu-ion includ: stocarea energiei pe partea de generare – centrale electrice fotovoltaice de stocare a energiei, centrale electrice eoliene de stocare a energiei, centrale electrice de reglare a frecvenței AGC etc.; stocarea energiei pe partea rețelei – stocarea energiei în stații electrice, centrale electrice virtuale, centrale electrice de stocare pentru nivelarea vârfurilor și reglarea frecvenței etc.; stocarea energiei pe partea utilizatorului – stații de încărcare fotovoltaice cu stocare de energie, centrale electrice casnice de stocare a energiei, surse de alimentare de rezervă, surse portabile de alimentare cu stocare de energie etc.

IV. Alte scenarii de aplicare ale bateriilor cu litiu-ion

Aplicații militare: sursă de alimentare pentru operațiuni în teren, surse individuale de alimentare pentru soldați, sursă de alimentare pentru echipamente de explorare, sursă de alimentare pentru îmbrăcăminte și încălțăminte pentru vreme rece, sursă de alimentare pentru arme cu energie înaltă etc.

Domeniul medical : Ultrasonografie portabilă, monitor portabil de tensiune arterială, oximetru de puls wearable, monitor portabil cu mână, electrocardiogramă wearable cu un singur derivă etc.

Litiul, materia primă esențială pentru bateriile cu ion de litiu, este cunoscut de mult timp drept " petrol alb " și reprezintă un element metalic indispensabil pentru dezvoltarea vehiculelor electrice și a stocării noi energii chimice. Importanța sa este comparabilă cu cea a petrolului în era electrică. Analistii din industrie consideră că, așa cum petrolul a inaugurat era combustibililor fosili, bateriile cu ion de litiu vor conduce o nouă revoluție energetică.