Tại Sao Pin Lithium-Ion Chiếm Ưu Thế Trong Thiết Bị Điện Tử Tiêu Dùng, Xe EV và Lưu Trữ Năng Lượng?

pin lithium-ion (pin sạc lại) đã trải qua sự phát triển nhanh chóng từ con số không trong hơn ba mươi năm, phát triển thành một ngành công nghiệp pin lithium rộng lớn và đa dạng, được sử dụng phổ biến, hiệu suất cao, thân thiện với môi trường và gắn bó chặt chẽ với sản xuất và đời sống hàng ngày của chúng ta. Điều này đã tạo ra một thị trường trị giá nghìn tỷ đô la và một ngành năng lượng mới về pin lithium với tiềm năng phát triển cực kỳ rộng lớn.

Pin lithium-ion có phạm vi ứng dụng rộng rãi, có thể được khái quát thành các nhóm chính sau đây: thiết bị điện tử tiêu dùng (pin lithium-ion kỹ thuật số) , phương tiện giao thông vận tải năng lượng mới (pin lithium-ion cho động lực) , và trạm lưu trữ năng lượng (pin lithium-ion cho lưu trữ năng lượng) . Ba lĩnh vực ứng dụng này chiếm phần lớn các ứng dụng của pin lithium-ion. Dưới đây, chúng tôi sẽ giới thiệu lần lượt theo các kịch bản ứng dụng khác nhau.

I. Pin Lithium-ion Kỹ Thuật Số

Hiện tại, việc ứng dụng pin lithium-ion trong các thiết bị điện tử tiêu dùng tương đối trưởng thành, và các sản phẩm liên quan được cập nhật và thay thế nhanh chóng, do đó yêu cầu về tuổi thọ pin lithium không quá cao. Trọng tâm chính trong nghiên cứu và phát triển đối với pin lithium-ion kỹ thuật số là cải thiện năng lượng riêng, công suất riêng và độ an toàn nhằm kéo dài thời gian sử dụng pin cho các sản phẩm điện tử cũng như nâng cao tốc độ sạc và hiệu suất an toàn. Để đạt được mục tiêu này, các nhà khoa học đang nghiên cứu việc sử dụng silicon pha tạp than chì để thu được năng lượng riêng cao hơn cho pin, đồng thời bổ sung các vật liệu dẫn điện và dẫn ion cao vào vật liệu điện cực và sử dụng màng ngăn gốm để cải thiện tốc độ sạc và hiệu suất an toàn của pin.

Các ứng dụng phổ biến của pin lithium-ion kỹ thuật số bao gồm: laptop, điện thoại thông minh, đồng hồ thông minh, vòng đeo tay thông minh, máy tính bảng, drone, tai nghe Bluetooth, loa Bluetooth, pin sạc dự phòng, camera hành động, thuốc lá điện tử, sản phẩm người lớn, v.v.

II. Pin Liti-ion Nguồn

Với chuỗi ngành công nghiệp pin liti-ion ngày càng hoàn thiện trong nước và sự cạnh tranh gay gắt trong ngành, pin liti-ion nguồn của nước tôi hiện đang có lợi thế chi phí đáng kể. Trong lĩnh vực phương tiện năng lượng mới, chi phí sản xuất và vận hành pin liti-ion hiện đã cạnh tranh được với các hệ thống động cơ đốt trong. Về chi phí vận hành, dựa trên mức tiêu thụ 20 kilôoát giờ (kWh) trên 100 km, chi phí sạc pin chỉ khoảng 20 nhân dân tệ, trong khi dựa trên giá xăng, chi phí nhiên liệu cho mỗi 100 km có thể vượt quá 50 nhân dân tệ. Vào năm 2024, tỷ lệ doanh số hàng tháng của các phương tiện năng lượng mới trong nước tôi lần đầu tiên vượt qua xe chạy xăng, đánh dấu việc phương tiện năng lượng mới trở thành sản phẩm chủ đạo trên thị trường và là một cột mốc quan trọng trong quá trình chuyển đổi và nâng cấp ngành công nghiệp ô tô toàn cầu.

Các ứng dụng của pin lithium-ion công suất bao gồm: phương tiện điện năng lượng mới, tàu điện năng lượng mới, máy bay điện, xe buýt điện, robot thông minh, chó robot thông minh, phương tiện logistics thông minh ( AGV), xe nâng điện, xe hai bánh điện, xe ba bánh điện, xe golf điện, xe tham quan điện, v.v.

III. Pin Lithium-ion Lưu trữ Năng lượng

Bản đồ phát triển cho hệ thống năng lượng mới tập trung vào pin lithium-ion đang không ngừng mở rộng, mang đến vô vàn khả năng. Cùng với sự tiến triển của mục tiêu "hai lần giảm phát thải carbon", cơ cấu năng lượng của nước ta đang liên tục chuyển đổi sang mô hình xanh và ít phát thải carbon. Tính đến cuối năm 2024, tổng công suất lắp đặt tích lũy lưu trữ năng lượng mới của nước ta đã vượt quá 70 GWh (gigawatt-giờ), tương đương khoảng 20 lần so với thời điểm cuối giai đoạn Kế hoạch 5 năm lần thứ 13. Cuộc cách mạng lưu trữ năng lượng này không chỉ là một cuộc cạnh tranh công nghệ mà còn là chiến lược bố trí quan trọng đối với an ninh năng lượng quốc gia của đất nước.

Các kịch bản ứng dụng cho pin lithium-ion lưu trữ năng lượng bao gồm: lưu trữ năng lượng phía phát điện – các trạm điện lưu trữ năng lượng quang điện, các trạm điện lưu trữ năng lượng gió, các trạm điện điều tiết tần số AGC, v.v.; lưu trữ năng lượng phía lưới điện – lưu trữ năng lượng tại trạm biến áp, nhà máy điện ảo, các trạm điện lưu trữ điều chỉnh phụ tải và tần số, v.v.; lưu trữ năng lượng phía người dùng – các trạm sạc lưu trữ năng lượng quang điện, các trạm điện lưu trữ năng lượng tại nhà, nguồn điện dự phòng, các nguồn điện lưu trữ di động, v.v.

IV. Các Kịch Bản Ứng Dụng Khác Của Pin Lithium-ion

Ứng dụng quân sự: nguồn điện cho các hoạt động thực địa, nguồn điện cá nhân cho lính bộ, nguồn điện cho thiết bị thám hiểm, nguồn điện cho quần áo và giày chống rét, nguồn điện cho vũ khí năng lượng cao, v.v.

Ngành y tế : Siêu âm di động, máy đo huyết áp di động, máy theo dõi mạch máu đeo tay, máy theo dõi cầm tay, điện tâm đồ một chuyển đạo đeo được, v.v.

Lithium, nguyên liệu thô cốt lõi của pin lithium-ion, từ lâu đã được biết đến với tên gọi " dầu trắng " và là một nguyên tố kim loại không thể thiếu cho sự phát triển của phương tiện vận tải năng lượng mới và lưu trữ năng lượng hóa học tiên tiến. Tầm quan trọng của nó tương đương với vai trò của dầu mỏ trong thời đại điện khí. Các nhà phân tích ngành công nghiệp cho rằng, giống như dầu mỏ đã mở ra kỷ nguyên nhiên liệu hóa thạch, thì pin lithium-ion sẽ dẫn dắt một cuộc cách mạng năng lượng mới.