17年专注锂电池定制

二次电动汽车电池的生长

泉源:钜年夜LARGE    2019-06-04    点击量:103

随着电动汽车(EV)的一连全球增添,电力行业泛起了新的时机:由二手电动汽车电池供电的结实式存储,到2030年能够逾越200太瓦时。

在接上去的几十年中,电动汽车(EV)的微弱增添将招致电池的可用性到达太瓦时水平,电池将不只知足电动汽车的应用请求。从这个角度来看,像美国这样的国家在一整年中应用数太瓦时的电力,这是一个很年夜的储能潜力。为这些依然有用的电池找到应用处景可以创作缔造巨年夜的价值,以致事实有助于降低储能资源,使可再生动力进一步接入我们的电网中。

有能够激起第二次生命

电动汽车电池的应用寿命很长。由于极真个使命温度、每年数百次的部门循环和赓续变换的放电率,电动汽车应用中的锂离子电池在运转的前五年中会严重退步,在年夜多数情形下,其设计应用寿命约为十年。可是,纵然这些电池不再知足电动汽车的性能尺度,它们也能够或许应用第二次寿命,这通常网罗保持总可用容量的80%,并在24小时内完成仅5%的运动自放电率。再制造后,这类电池仍能充实验展其性能,以知足请求较低的应用,如结实式储能服务。

当电动汽车电池到达其有用的第一次寿命时,制造商有3种选择:它们可以处置赏罚赏罚它,收受吸收有价值的金属,或许重复应用它(图1)。假定包装破损或许在缺乏须要市场结构的地域,则最常发生处置赏罚赏罚。在年夜多数地域,羁系可防止年夜规模处置赏罚赏罚。假定电池电极含有低价值的金属,如钴和镍,收受吸收能够是居心义的,由于推销和收受吸收资源之间能够存在足够的差距,特殊是推敲到预计在20世纪20年月供应的镍和能够的钴供应主要。虽然经由历程收受吸收获得特此外电池金属泉源关于欲望确保供应的电池制造商来讲异常有吸引力,但开发一种具有足够资源竞争力的收受吸收工艺关于取得规模的这条蹊径相当主要;可是,收受吸收更多质料的新工艺还没有完全成熟。

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图1用过的电动汽车电池在请求较低的应用中依然有用

关于须要较少频率电池循环的结实能量存储应用(例如,每年100至300个循环)的电池需求,市场上的再应用可以供应最年夜的价值。凭证循环请求,3种应用最合适二次电动车电池:经由历程替换更昂贵和效力更低的资产(例如旧的联络循环燃气轮机),供应储蓄能量以更低的资源保持公用事业的电力可靠性,推延输电和配电投资,应用电力套利时机,在稀缺时代贮存可再生电力,从而为电网供应更年夜的电网无邪性和稳固性。在2025年,在这些应用中,二次电池的价钱比新电池克己30~70%,每次循环的资源显着增添。

年夜量寻衅

由于近年来电动汽车的迅速增添,在某些情形下,未来十年的预期增添以致更快,到2030年,用于结实应用的二次电池供应能够逾越每年200千兆瓦时。这一数目将逾越低循环和高循环应用的锂离子公用事业规模存储需求(图2),到2030年,这将组成一个全球价值逾越300亿美元的市场。

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图2到2030年,二次锂离子电池的年供应量能够逾越200千兆瓦时

可是,要掀开这一新的电池供应池,必须战胜电动汽车电池重新应用的几个寻衅。

第一种是市场上年夜量的电池组设计,这些设计在尺寸、电极化学和名堂(圆柱形、棱柱形和袋形)上有所不合。每个电池由电池制造商和汽车原始装备制造商设计,以最合适给定的电动汽车模子,由于缺乏尺度化和体积碎片化,这增添了创新的严重年夜性。到2025年,将有多达250种新的电动汽车型号,其中网罗来自15家以上制造商的电池。

第二个寻衅是降低新电池的资源。随着新电池的价钱愈来愈克己,旧电池和新电池之间的资源差异会减小,由于再制形资源的降低速率预计会滞后于新制形资源的降低速率。我们预计,凭证现在的速率,到2040年,第二代电池在20世纪20年月中期能够体现出的30~70%的资源优势能够会降至25%左右。这类资源差距须要保持足够年夜,以保证与新的替换品相比,二次电池的性能限制。

第三个寻衅是关于二次电池尺度的萌芽。关于二次电池的质量或性能没有保证,很少有行业尺度关注电池治理系统或安康状态吐露,更不用说特定应用中应用的电池的尺度性能尺度了。

第四个寻衅是不成熟的羁系制度。明天,虽然年夜多数市场都有某种形式的律例请求对破费电子产物阻拦收受吸收或再制造,但年夜多数市场没有针对电动汽车电池的详细请求或临盆者与破费者之间的义务划分,除一些设定了目的的例子(如加利福尼亚和中国)。缺乏羁系为原始装备制造商、二次电池公司和潜在客户带来了不愿定性。缺乏羁系也招致了在收受吸收或再应用是主要蹊径方面的区域差异。

虽然这些寻衅具有严严重年夜意义,但可以经由历程供应商、事适用户和行业羁系机构的有针对性的行动加以战胜,从而组成可一连的二次电池行业。现实上,许多这些有针对性的行动曾经被前瞻性的加入者和行业协会所接纳。

首先,为了应对赓续增添的电动汽车模子和电池数目,汽车制造商可以在设计电动汽车时推敲到二次应用。例如,日产正式与住友公司协作,将日产Leaf的电池组重新用于结实漫衍式和公用事业规模的存储系统。2018年9月,雷诺宣布了其先进的电池存储妄图。这项协作触及动力领域的多个协作错误,预计到2020年欧洲将装配70兆瓦/60兆瓦时的电动汽车电池,这是迄今为止欧洲最年夜的一次。

为了在新锂离子电池资源降低的情形下保持竞争力,企业可以工业化和规模化再制造历程,以降低资源,从而保持新电池和旧电池之间的价值差距。

关于缺乏尺度,由原始装备制造商和二次电池公司组成的种种全球机构和私营部门同盟曾经在制订全行业的二次电池安然尺度。这些尺度将基本上凭证电池的性能潜力对电池阻拦分类,并凭证电池的性能需求对存储应用阻拦分类,以前进产物供应和市场需求的透明度。鉴于电动汽车电池行业的静态特点和对设计、制造和性能突破的不懈关注,培植一个机构定期审查和完善电池尺度,并每年申报匀称资源和运转基准,能够会进一步促进电池部署的增添。

最后,在没有诠释收受吸收或再应用是防止年夜规模处置赏罚赏罚电池所需蹊径的指令律例的情形下,触及的利益相关者(网罗电池原始装备制造商、第二寿命公司、汽车原始装备制造商和公用事业公司)无时机塑造生态系统。他们不只可以识别收受吸收和再应用之间的价值最年夜化蹊径,还可以开发新的营业模子来充实捕捉手头的价值。例如,雷诺与行业协作错误一起加入收受吸收和再应用项目,并在每个蹊径中培植基于区域配景的结构化流程。经由历程与事实客户培植关系,岂论是公用事业照样商业或工业企业,经由历程深刻明确其产能扩年夜妄图,雷诺等汽车原始装备制造商,以致是电池原始装备制造商,都可以智能地选择其寿命终结治理蹊径(也就是说,一定能否有足够的需求来自适用于再制造电池的应用或能否更可取的再循环)。

电池所有权形式也能够或许演变。现在,汽车原始装备制造商和电池原始装备制造商很宁愿将电池所有权交给车主。可是,随着二次市场的稳固,具有电池系统将变得更具吸引力,由于该系统着实着实定残剩价值,汽车制造商和电池制造商不想放弃。是以,我们能够会看到电动汽车电池租赁的增添,这样汽车原始装备制造商或电池原始装备制造商便可以保持对电池第二支出流的所有权。

电动汽车向主流应用的改变曾经在很年夜水平上破损了汽车价值链,现在也行将破损储能价值链。未来须要处置赏罚赏罚数以百万计的电动汽车电池曾经招致了新的收受吸收和再应用家当的泛起,创作缔造了新的价值池,具有应用可再生动力并将其整合到我们的电网中的新潜力。虽然这些行业面临着市场创作缔造前沿的严酷寻衅,但企业及其羁系机构有权接纳行动,定位自己,以取得二次电池所允许的价值。他们只须要展望未来。

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