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世界銀行周一報(bào)道,到2050年,石墨,鋰和鈷等電池金屬的產(chǎn)量將必須增加近500%才能滿(mǎn)足對(duì)清潔能源技術(shù)不斷增長(zhǎng)的需求。
據(jù)這家全球貸款機(jī)構(gòu)稱(chēng),部署風(fēng)能,太陽(yáng)能和地?zé)崮芤约跋虻吞冀?jīng)濟(jì)過(guò)渡所需的儲(chǔ)能將需要超過(guò)30億噸的礦物和金屬。
在發(fā)展中國(guó)家發(fā)現(xiàn)了許多用于制造電動(dòng)汽車(chē)電池的重要礦物。世界銀行的目標(biāo)是幫助這些國(guó)家以可持續(xù)的方式開(kāi)采這些商品,以避免重大的生態(tài)破壞。
開(kāi)采世界所需的大量關(guān)鍵商品被視為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)的唯一途徑。該協(xié)議旨在將全球變暖限制在2°C或更低。
《針對(duì)氣候行動(dòng)的礦物》報(bào)告指出,世界將要求到2030年將全球溫室氣體的碳排放量減少50%,到2050年降至凈零。
這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了2017年發(fā)布的第一份報(bào)告的前提,該報(bào)告警告說(shuō),雄心勃勃的氣候目標(biāo)變得需要更多的礦物和金屬。
盡管可再生能源和能源存儲(chǔ)技術(shù)需要更多的礦物質(zhì),但從開(kāi)采到最終使用,其生產(chǎn)的碳足跡僅占化石燃料產(chǎn)生的溫室氣體排放量的6%。
該報(bào)告還呼吁對(duì)礦物進(jìn)行更多的回收和再利用,并指出,即使將銅和鋁等礦物質(zhì)的回收率提高了100%,仍不足以滿(mǎn)足可再生能源技術(shù)和儲(chǔ)能的需求。
一些礦物,例如銅和鉬,將用于多種技術(shù)中,而其他一些礦物,例如石墨和鋰,可能僅用于電池存儲(chǔ)。這意味著清潔能源技術(shù)部署的任何變化都可能對(duì)某些礦產(chǎn)的需求產(chǎn)生重大影響。
世界銀行警告說(shuō)covid-19在全球市場(chǎng)造成破壞,而依賴(lài)礦產(chǎn)的發(fā)展中國(guó)家正在失去必要的財(cái)政收入。
該銀行指出,隨著經(jīng)濟(jì)開(kāi)始重新開(kāi)放,他們將需要加強(qiáng)對(duì)氣候智能采礦原則的承諾,以減輕負(fù)面影響。
“Covid-19可能對(duì)可持續(xù)采礦造成額外的風(fēng)險(xiǎn),這使得政府和公司對(duì)氣候智能做法的承諾比以往任何時(shí)候都更加重要,”世界銀行能源與采掘業(yè)全球總監(jiān)兼基礎(chǔ)設(shè)施區(qū)域總監(jiān)Riccardo Puliti解釋道。
世界銀行最新的預(yù)測(cè)與穆迪2月份的報(bào)告相呼應(yīng),表明綠色,社會(huì)和可持續(xù)性債券的發(fā)行預(yù)計(jì)今年將達(dá)到4000億美元規(guī)模。與2019年創(chuàng)紀(jì)錄的3230億美元相比,增長(zhǎng)了24%。
日前,據(jù)外媒報(bào)道,美國(guó)霍普金斯大學(xué)(Johns Hopkins)正在研發(fā)一款不會(huì)著火的新型鋰離子電池,并取得突破。
(圖片來(lái)源:霍普金斯大學(xué))
為保證安全,鋰離子電池必須封裝在堅(jiān)硬的圓柱形或多邊形電池罩中,以隔離不穩(wěn)定、易爆炸的成分。與現(xiàn)行鋰離子電池不同,霍普金斯大學(xué)研發(fā)的新型電池很薄,但是柔韌而堅(jiān)固,可浸在水中、被切割,甚至承受彈道沖擊。相比不久前比亞迪發(fā)布的刀片電池,該新型電池似乎更安全。
根據(jù)電池工作原理,液體電解質(zhì)在兩個(gè)電極之間傳送電子,為設(shè)備提供電流。普通電解質(zhì)含有機(jī)溶劑,雖然傳送高效,但是也易燃?;羝战鹚勾髮W(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型電解質(zhì),采用可溶解在水中的鋰鹽作為溶劑,性能要優(yōu)于普通有機(jī)溶劑。該電解質(zhì)是一種聚合物基質(zhì),是一種可彎曲、柔軟、類(lèi)似透鏡的電解質(zhì)。
在電極材料上,霍普金斯大學(xué)的電極采用一種柔性薄膜Kapton制成,此種薄膜通常用于航天設(shè)備,以防受極端溫度影響。據(jù)悉,Kapton已經(jīng)是一種成熟的材料,因此電池成本以及電池生產(chǎn)的復(fù)雜性也會(huì)有所降低。
不過(guò),該新型電池電解質(zhì)的電壓為4.1V,低于傳統(tǒng)鋰離子電池的電壓。此外,該電池循環(huán)壽命也只能實(shí)現(xiàn)充電100次?;羝战鹚勾髮W(xué)團(tuán)隊(duì)希望將循環(huán)壽命增加到1000次以上。當(dāng)然,該新型電池的電化學(xué)性能理論上可以做到更穩(wěn)定,壽命也可以做到更長(zhǎng)。
鋰聚合物鋰電池是指的全固態(tài)或凝膠太為電解液的鋰離子電池。鋁塑復(fù)合膜一般用作包裝材料。
鋰電池一般稱(chēng)為鋁殼電池,鋰電池液體電解質(zhì),鋁殼包裝盒原料。
鋰聚合物鋰電池比鋰電池安全。鋰聚合物鋰電池是鋰電池的替代品。相對(duì)于目前鋰離子電池的不斷增長(zhǎng),它具有小型、安全(不易爆炸)等優(yōu)點(diǎn)。然而,由于所有工業(yè)鏈的更換必須是一定的時(shí)間,其工程成本(成本)在現(xiàn)階段仍然相對(duì)較高,只有在高端電子產(chǎn)品(輕薄的計(jì)算機(jī)等)。
預(yù)計(jì)未來(lái)5-10年,鋰聚合物鋰電池最終將取代目前的鋰電池!事實(shí)上,在韓國(guó)和日本,鋰聚合物鋰離子電池的覆蓋率已經(jīng)達(dá)到了一定的水平,在電子設(shè)備制造業(yè)中興盛。
鋰聚合物鋰電池的特點(diǎn)如下:
1.在沒(méi)有電池泄漏問(wèn)題的情況下,充電電池中沒(méi)有液態(tài)鋰電池電解質(zhì),采用固態(tài)。
2.可制造薄型充電電池:在體積上,薄厚度可以薄到。
3.可充電的設(shè)計(jì)方法可以多種多樣。
4.充電電池可彎曲;聚合物充電電池可彎曲90上下。
5.可制成單珠高壓:液體電解質(zhì)溶液中的可充電電池只能通過(guò)個(gè)電池串聯(lián)獲得高壓,而聚合物充電電池由于沒(méi)有液體,可以在單一內(nèi)層制成雙層。
6.體積將是同樣大小的鋰離子電池的兩倍。
鋰聚合物鋰離子電池(鋰聚合物,又稱(chēng)聚合物鋰離子電池):一種新型高能、實(shí)用、薄、輕、安全系數(shù)高、成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)。
鋰聚合物鋰電池合物鋰電池具有薄的特點(diǎn),可以互相配合各種商品必須,使電池的所有外觀和體積。這種可充電電池可以達(dá)到最小厚度。
一、有沒(méi)有標(biāo)示明確容量。無(wú)明確標(biāo)示容量(如1000mAh或1000毫安培小時(shí))的電池很有可能就是使用劣質(zhì)電池或回收電池。市場(chǎng)上充斥的許多廉價(jià)的鋰離子電池,就是使用回收電池心做的,價(jià)格雖然便宜,但是壽命短、品質(zhì)不穩(wěn)定,使用不慎可能會(huì)損壞手機(jī)。
鋰電池衰減后該如何?
長(zhǎng)時(shí)間使用之后,電動(dòng)車(chē)鋰電池性能出現(xiàn)一定程度的衰減是正常的。目前國(guó)家規(guī)定,在保質(zhì)期內(nèi),電池的性能出現(xiàn)衰減不得超過(guò)20%,否則,由廠家進(jìn)行免費(fèi)更換。
解析電動(dòng)車(chē)鋰電池與鉛酸蓄電池的區(qū)別
鉛酸蓄電池是由浸漬在電解液中的正極板(二氧化鉛PbO2)和負(fù)極板(海綿狀純鉛Pb)組成的,電解液是硫酸(H2SO4)的水溶液。當(dāng)蓄電池和負(fù)載接通放電時(shí),正極板上的PbO2和負(fù)極板上的Pb都變成PbSO4,電解液中的H2SO4減少,相對(duì)密度下降。
今年,磷酸鐵鋰電池不僅在新能源汽車(chē)市場(chǎng)大火,其在5G基站場(chǎng)景中的需求也大幅攀升。
3月11日,中國(guó)鐵塔股份有限公司(下稱(chēng)“中國(guó)鐵塔”)發(fā)布《2020年備電用磷酸鐵鋰蓄電池組產(chǎn)品集約化電商采購(gòu)項(xiàng)目采購(gòu)公告》,將招標(biāo)采購(gòu)2GWh磷酸鐵鋰電池組產(chǎn)品。較早之前,中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司也發(fā)布公告,計(jì)劃采購(gòu)不超過(guò)25.08億元的通信用磷酸鐵鋰電池共計(jì)6.102億Ah(規(guī)格3.2V)。
公開(kāi)資料顯示,2020年新建及改造的5G基站磷酸鐵鋰需求量約10GWh。未來(lái)磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)需求仍將持續(xù)增加。
業(yè)內(nèi)人士指出,與4G基站采用的鉛酸蓄電池相較,磷酸鐵鋰電池在安全性、循環(huán)壽命、快速充放等方面具備明顯優(yōu)勢(shì),可減少對(duì)市電增容改造的依賴(lài),降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本,是目前最適合國(guó)內(nèi)5G基站儲(chǔ)能電池的技術(shù)路線。
“通信基站后備電源電池由磷酸鐵鋰電池逐步替代鉛酸蓄電池是大勢(shì)所趨。”中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)劉勇對(duì)此表示。
隨著鋰電池技術(shù)水平的快速提升,鋰電池成本也在持續(xù)下降。能量密度更高、質(zhì)量更輕、污染更小、使用壽命更長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),使得鋰電池在電動(dòng)自行車(chē)等領(lǐng)域的正越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注。
作為傳統(tǒng)電動(dòng)自行車(chē)電池巨頭,超威集團(tuán)依托近年來(lái)在電動(dòng)自行車(chē)電池領(lǐng)域積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)電動(dòng)自行車(chē)鋰電池產(chǎn)品創(chuàng)新,近日將其創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化落地。據(jù)悉,近日,超威集團(tuán)新型動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目簽約儀式在浙江超威集團(tuán)總部舉行。該項(xiàng)目的主打產(chǎn)品是新型錳酸鋰離子電池,已通過(guò)全生命周期驗(yàn)證及針刺實(shí)驗(yàn),安全性能卓越,是輕型電動(dòng)車(chē)的優(yōu)質(zhì)選擇,未來(lái)市場(chǎng)空間達(dá)千億元。
值得注意的是,近年來(lái),因看好電動(dòng)輕型車(chē)市場(chǎng),不少新能源汽車(chē)動(dòng)力鋰電池、消費(fèi)類(lèi)鋰電池企業(yè)也開(kāi)始向電動(dòng)輕型車(chē)市場(chǎng)。超威集團(tuán)作為傳統(tǒng)電動(dòng)自行車(chē)電池龍頭企業(yè),有著完善的市場(chǎng)渠道和長(zhǎng)久以來(lái)的品牌效應(yīng),在保持電動(dòng)自行車(chē)傳統(tǒng)鉛酸、鎳氫等電池優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上也在加大鋰電池產(chǎn)品布局,自我完成產(chǎn)品替換,依托渠道、品牌等優(yōu)勢(shì),積極參與鋰電競(jìng)爭(zhēng)。
此次,超威集團(tuán)新型錳酸鋰離子電池項(xiàng)目的落地,一方面將增強(qiáng)超威集團(tuán)在電動(dòng)輕型車(chē)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力;另一方面,憑借超威集團(tuán)在電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域多年的技術(shù)積累,其新型錳酸鋰離子電池技術(shù)也將加快電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域“鉛改鋰”進(jìn)程,推動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
據(jù)外媒報(bào)道,新一代的電動(dòng)車(chē)自10年前起開(kāi)始出現(xiàn)在路面上。美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的研究人員耗費(fèi)了一年時(shí)間,追蹤了近500名美國(guó)駕駛員的駕駛習(xí)慣,旨在確認(rèn)電動(dòng)車(chē)是否適合這類(lèi)人群使用。
研究人員發(fā)現(xiàn),近三分之一的受訪者表示,他(她)們可以用續(xù)航里程為100英里(約合160公里)的電動(dòng)車(chē)完成其絕大部分出行活動(dòng)。只有6%的情況所涉及的出行距離較遠(yuǎn),可能需要用戶(hù)將電量充滿(mǎn)后再出行,或租用一輛汽油車(chē)。
如今,電動(dòng)車(chē)的發(fā)展情況更好了。許多電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程數(shù)已遠(yuǎn)不止200英里(約合320公里),某些大尺寸、高端車(chē)型的續(xù)航里程數(shù)甚至能達(dá)到近400公里。畢竟,仍有許多潛在的購(gòu)車(chē)用戶(hù)擔(dān)心車(chē)輛在半途中電量耗盡。長(zhǎng)續(xù)航版電池可緩解用戶(hù)的“電動(dòng)車(chē)?yán)锍虜?shù)焦慮”,但“還有很多坑要填”。
許多電動(dòng)車(chē)所搭載的電池都是鋰離子電池,該款產(chǎn)品是索尼公司于1991年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的電池設(shè)計(jì),該類(lèi)電池的特別之處在于其蓄能容量較高。目前,電動(dòng)車(chē)車(chē)載電池的能量密度通常為200wh/kg,當(dāng)代鋰離子電池可將200 watt-h(huán)our的電勢(shì)注入到1千克的電池套件(kit)中。該數(shù)據(jù)是舊款鉛酸電池的5倍,研究人員們正在持續(xù)研究改進(jìn),旨在提升鋰離子電池性能。
鋰離子電池的名字取自其內(nèi)部的鋰離子。但這類(lèi)電池放電時(shí),陽(yáng)極會(huì)產(chǎn)生鋰離子。然后,該鋰離子將通過(guò)電池隔板(只有鋰離子能通過(guò))至電解液中,然后再擴(kuò)散至陰極。陽(yáng)極的電子將消失,沿著外部電路進(jìn)入陰極。在該過(guò)程中產(chǎn)生的電流將被用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)。而在陰極位置,離子和電子重新結(jié)合。該情況將持續(xù)至用戶(hù)通過(guò)充電線纜將車(chē)輛與充電設(shè)備連通時(shí),整個(gè)流程將逆轉(zhuǎn)。
對(duì)于車(chē)輛這類(lèi)重量敏感型應(yīng)用而言,鋰金屬是化學(xué)元素周期表中最輕的一款金屬,但該金屬的(化學(xué))反應(yīng)性也較高。電芯的構(gòu)建需要非常謹(jǐn)慎,避免瑕疵,否則將可能引發(fā)電池短路乃至于電池起火事故。陽(yáng)極通常由富碳材料(carbon-rich material)組成,陰極內(nèi)的鋰金屬通常容易被部分氧化,從而生成鋰鈷氧化物(lithium cobalt oxide)。
而鈷金屬是最為昂貴的一款電池材料,電池制造商們都試圖減少該材料的使用量。許多鈷礦都位于剛果民主共和國(guó),而采礦條件非常惡劣,甚至有使用童工的情況出現(xiàn)。業(yè)內(nèi)的主流思路是減少電鈷金屬在鋰電池內(nèi)的使用量,同時(shí)調(diào)升鎳和錳的用量,以便生產(chǎn)NMC電池(三元鋰電池)。
去年,中國(guó)最大的電池制造商——寧德時(shí)代開(kāi)始量產(chǎn)NMC電池,其能量密度達(dá)到240wh/kg。而特斯拉等其他公司則希望進(jìn)一步削減甚至擺脫對(duì)鈷金屬的依賴(lài),但特斯拉卻對(duì)其電池計(jì)劃的明細(xì)內(nèi)容守口如瓶。
為降低電池材料的成本,隨著寧德時(shí)代、特斯拉及其他對(duì)手的產(chǎn)能提升,這類(lèi)電池的價(jià)格將穩(wěn)步下滑。據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)透露,2012年鋰電池的平均售價(jià)為1160美元/千瓦時(shí)(約合8204.68元/千瓦時(shí))。到2024年,其售價(jià)將低于100美元/千瓦時(shí)(約合707.3元/千瓦時(shí))(見(jiàn)圖表)。屆時(shí),與內(nèi)燃機(jī)車(chē)相比較,電動(dòng)車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將更大。