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      2. 電動汽車電池技術擺脫對鈷的依賴

        2022-02-15 11:54:57 來源:Mike Kultgen,ADI公司 電池管理系統總經理
        隨著電動汽車(和電氣化技術)越來越受消費者和生態系統參與者的歡迎,人們越來越關注整個價值鏈運營和流程中的道德與可持續性問題。從開采實踐到電池梯次利用,生態系統的參與者希望通過在整個電池生命周期中實施更多的道德標準,達到加倍關注可持續發展的目的。
        如今,大多數鋰離子電池都使用化學元素鈷作為陰極材料(這部分將決定鋰離子電池的儲電量)的基礎。與其他化學元素相比,鈷陰極電池的續航時間更久,電荷測量和管理的難度更低。但是,鈷的開采長期飽受爭議。
         

        鈷:電動汽車電池技術面臨的道德困境


         
         
        全球大約70%的鈷都是在剛果民主共和國(DRC)開采的,這個國家以貧窮、腐敗和人權問題而聞名1。特別是,該國的鈷開采還涉及使用童工、開采條件不安全、虐待礦工和其他違法問題。隨著電氣化生態系統要求兼顧社會可持續性和環境可持續性,大家對更低鈷含量的電池化學材料(NMC和NCA)和不含鈷的電池化學材料(例如磷酸鐵鋰(LFP))的興趣與日俱增。許多制造商對此表示歡迎。事實上,特斯拉計劃生產更低鈷含量或不含鈷的高能量電池,以加速構建可持續的能源之路2。
         
         
        來源:Markets Insider; 全球經濟指標數據網[3,4,5]
         
        LFP電池不僅經過生產驗證,而且在行業中使用了10多年,是領先的原始設備制造商完全支持并且首選的技術。然而鈷基化學材料的能量密度要高10%-20%,因此單次充電的續航時間更長。但是,這種高性能伴隨著高風險——相比LFP,鈷的燃點更低,電池起火的風險更高。此外,LFP電池的生產成本更低,在處理擊穿或熱失控等安全隱患方面效率更高。LFP的高功率特性也使其充電速度更快。
         
         
         
        電動汽車制造商期望能在高價位、高性能(高端)車輛中使用如今的電池技術,在低端車輛中使用LFP電池。這些低端車輛不使用鈷,降低了成本,所以售價更低。雖然相比鈷,LFP電池的成本更低,使用更安全,但其放電曲線更平坦,因此,很難準確測量電池電量。

        ADI的電池管理系統(BMS)解決方案有助于解決這個問題。
         
        ADI提供業界領先技術,可實現準確的電池充電狀態測量。ADI的BMS解決方案能夠準確高效地管理LFP電池的充電狀態需求,釋放LFP電池對于該行業的潛在成本和安全特性優勢,從而大大減輕汽車制造商的負擔。此外,LFP電池能在更廣泛的溫度范圍內提供更高的功率密度、更長的生命周期和更低的運行成本,因此非常適合儲能應用等電池梯次利用場景。
         
         
         
         
        最終,LFP電池將會降低購買電動汽車的價格壁壘,推動消費者購買電動汽車。目前,電池成本占電動汽車標價的51%7。此外,擺脫對鈷的嚴重依賴將推動該行業構建更合乎道德標準的供應鏈,而LFP電池的優勢最終會幫助實現更環保的可持續電池生態系統,并提高電池梯次利用的效率。
         
         
        注釋:
        1Dafydd Davies?!垛捸浽床少徬拗瓢l生改變》,光伏雜志,2020年3月10日。
        2Bridie Schmidt?!短厮估瓟翟聛硪恢笔褂酶吣芰挎?680電池》,The Driven,2020年9月28日。
        3鎳的價格(2021年1月11日),來源:https://markets.businessinsider.com/commodities/nickel-price。
        4鋁的價格(2021年1月11日),來源:https://markets.businessinsider.com/commodities/aluminum-price。
        5錳的價格(2021年1月11日),來源:https://tradingeconomics.com/commodity/manganese。
        6BU-205:鋰離子的類型(2021年1月11日),
        來源:https://batteryuniversity.com/learn/article/types_of_lithium_ion。
        7Gustavo Henrique Ruffo?!对陔妱?a href="http://www.pm-marketingonline.com/auto" target="_blank" class="keylink">汽車的總成本中,電池占比多少?》InsideEVs,2020年2月5日。

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