Prečo dominujú lítium-iontové batérie v spotrebnej elektronike, elektromobiloch a úložiskách energie?

lítovo-iónové batérie (sekundárne batérie) za posledných viac ako tridsať rokov prešli rýchlym vývojom od základov a vyvinuli sa na rozsiahly a diverzifikovaný priemysel lítových batérií, ktorý je široko používaný, vysokovýkonný, ekologický a úzko prepojený s našou výrobou a každodenným životom. To vytvorilo trh za bilióny dolárov a nový energetický priemysel lítových batérií s mimoriadne širokými perspektívami vývoja.

Lítovo-iónové batérie majú široké spektrum aplikácií, ktoré možno zhrnúť do nasledujúcich hlavných kategórií: spotrebná elektronika (digitálne lítovo-iónové batérie) , nové energetické vozidlá (výkonové lítovo-iónové batérie) a energetické skladovacie elektrárne (skladovacie lítovo-iónové batérie) . Tieto tri oblasti aplikácií tvoria väčšinu použití lítovo-iónových batérií. Nižšie ich predstavíme podľa rôznych aplikačných scenárov.

I. Digitálne lítovo-iónové batérie

V súčasnosti je aplikácia lítium-iontových batérií v spotrebnej elektronike relatívne zrelá a súvisiace produkty sa rýchlo aktualizujú a nahrádzajú, takže požiadavky na životnosť lítiových batérií nie sú mimoriadne vysoké. Hlavným cieľom výskumu a vývoja digitálnych lítium-iontových batérií je zlepšenie špecifickej energie, špecifickej moci a bezpečnosti, aby sa predĺžila životnosť batérie elektronických zariadení a zlepšila sa rýchlosť nabíjania a bezpečnostné vlastnosti. Preto vedci skúmajú použitie grafitu legovaného kremíkom na dosiahnutie vyššej špecifickej energie batérie, pridávanie vysoce vodivých a iónovo vodivých materiálov do elektród a používanie keramických separátorov na zlepšenie rýchlosti nabíjania a bezpečnostných vlastností batérie.

Bežné aplikácie digitálnych lítium-iontových batérií zahŕňajú: notebooky, smartfóny, chytré hodinky, chytré náramky, tablety, drony, Bluetooth slúchadlá, Bluetooth reproduktory, powerbanky, akčné kamery, elektronické cigarety, výrobky pre dospelých atď.

II. Výkonové batérie na báze lítia

S čoraz úplnejším priemyselným reťazcom batérií na báze lítia v mojej krajine a zosilnenou súťažou v odvetví majú výkonové batérie na báze lítia v súčasnosti výraznú výhodu z hľadiska nákladov. V oblasti vozidiel na nové energie sú výrobné a prevádzkové náklady batérií na báze lítia už konkurencieschopné voči spaľovacím motorom. Z hľadiska prevádzkových nákladov, pri spotrebe 20 kilowatthodín (kWh) na 100 kilometrov, predstavujú náklady na nabíjanie batérie približne 20 jüanov, kým palivové náklady na 100 kilometrov pri cenách benzínu môžu presiahnuť 50 jüanov. V roku 2024 mesačný podiel predaja nových vozidiel na nové energie v mojej krajine prvýkrát prekonal podiel benzínových vozidiel, čo označuje vozidlá na nové energie za trhovo dominantné a predstavuje významný milník v transformácii a modernizácii globálneho automobilového priemyslu.

Použitie výkonných batérií s iónmi lítia zahŕňa: elektrické vozidlá na obnoviteľnú energiu, elektrické lode na obnoviteľnú energiu, elektrické lietadlá, elektrické autobusy, inteligentné roboty, inteligentné robotické psy, inteligentné logistické vozidlá ( AGV), elektrické prepravky, elektrické dvojkolky, elektrické trojkolky, elektrické golfové vozíky, elektrické vyzeracie vozidlá atď.

III. Skladovacie batérie s iónmi lítia

Plán nového energetického systému založeného na batériách s iónmi lítia sa neustále rozširuje a ponúka neobmedzené možnosti. So pokrokom pri dosahovaní „dvojitých uhlíkových“ cieľov sa energetická štruktúra mojej krajiny neustále mení smerom k ekologickej a nízko-uhlíkovej forme. Na konci roku 2024 prekročila kumulatívna inštalovaná kapacita skladovania novej energie v mojej krajine 70 GWh (gigawatthodín), čo je približne 20-násobok hodnoty na konci obdobia 13. päťročného plánu. Táto revolúcia v oblasti skladovania energie nie je len technologickou súťažou, ale aj stratégiou pre národnú energetickú bezpečnosť mojej krajiny.

Aplikačné scenáre pre lítium-iónové batérie na ukladanie energie zahŕňajú: strana výroby – fotovoltaické elektrárne s ukladaním energie, veterné elektrárne s ukladaním energie, elektrárne na reguláciu frekvencie AGC atď.; strana siete – úložiská energie v transformátoroch, virtuálne elektrárne, elektrárne na vyrovnávanie špičiek a reguláciu frekvencie atď.; strana používateľa – nabíjacie stanice s fotovoltaickým ukladaním energie, domáce elektrárne s ukladaním energie, záložné zdroje napätia, prenosné zdroje energie atď.

IV. Ďalšie aplikačné scenáre lítium-iónových batérií

Vojskovo-použitie: napájanie pre terénne operácie, individuálne napájanie pre vojakov, napájanie pre vyhľadávacie zariadenia, napájanie pre odevy a obuv určené na nízke teploty, napájanie pre vysokoenergetické zbrane atď.

Medicínska oblasť : Prenosný ultrazvuk, prenosný tlakomer, nositeľný pulzný oximeter, ručný monitor, nositeľná jednokanálová elektrokardiografia atď.

Lítium, kľúčová surovina pre výrobu lítio-iónových batérií, je už dlho známe ako „ biely petrólej “ a je nevyhnutným kovovým prvkom pre rozvoj vozidiel na novú energiu a nové chemické systémy na ukladanie energie. Jeho dôležitosť je porovnateľná s dôležitosťou ropy v elektrickej ére. Odborníci z priemyslu si myslia, že zatiaľ čo ropa započala éru fosílnych palív, lítio-iónové batérie povedú novú energetickú revolúciu.