Patlayan Yeni Enerji Aracı (NEV) endüstrisi döneminde, temel itici güç olarak pil teknolojisi, her yenilikle önemli ilgi gördü. Son yıllarda ortaya çıkan bir teknolojik yön olan kobalt içermeyen piller, şu anda tüm endüstrinin kalkınma manzarasını derinden etkileyen çift bir çevre koruma ve maliyet husus oyununa yakalanıyor.
I. Kobalt içermeyen pillerin yükselişinin arka planı
(A) Kobalt kaynaklarının ve fiyat dalgalanmalarının kıtlığı
Kobalt, sınırlı küresel rezervleri ve eşit olmayan dağıtım ile önemli bir stratejik kaynaktır. İlgili verilere göre, küresel kobalt arzının yaklaşık% 70'i Kongo Demokratik Cumhuriyeti'nden geliyor. Kobalt, pillerin katot malzemelerinde hayati bir rol oynar, malzemelerin katmanlı yapısını stabilize eder ve bisiklet ve oran performanslarını arttırır. Bununla birlikte, üçlü pillerde katot malzemelerinin maliyetinin% 40'ını oluşturmaktadır. NEV sayısındaki hızlı büyüme ile, kobalt talebi artarken, arz nispeten sınırlı kalır ve yüksek ve uçucu kobalt fiyatlarına yol açar. Son aylarda, kobaltın uluslararası ticaret fiyatı, ton başına 400, 000 yuan'a yaklaştı ve tarihi bir zirveye ulaştı. Bu fiyat oynaklığı, pil üreticileri ve NEV şirketleri için önemli maliyet baskıları uygulayarak, alternatif çözümler aramaya neden oldu ve kobaltsız pillere yol açtı.
(B) Çevresel ve sosyal konular
Kobaltın madencilik süreci çok sayıda çevresel ve sosyal sorunla doludur. Dünya kobaltının yaklaşık üçte ikisi, genellikle büyük ölçekli nikel ve bakır madenciliği operasyonlarının bir yan ürünü olduğu Kongo Demokratik Cumhuriyeti'nde çıkarılıyor. Bununla birlikte, bağımsız madenciler herhangi bir denetim olmadan çalışır, bu da ciddi çevresel hasara neden olur ve önemli güvenlik riskleri oluşturmaktadır. Kobaltit, Uluslararası Dünya Sağlık Örgütü Araştırma Ajansı tarafından tanımlanan bir Sınıf 1 kanserojen olan Arsenik'i içerir ve bileşiği arsenik trioksit, eski zamanlarda sıklıkla bahsettiğimiz arseniktir. Kongo Demokratik Cumhuriyeti'ndeki madenciler temel olarak herhangi bir koruma olmadan manuel olarak madenciler. Buna ek olarak, kobalt madenciliği, kaynak rekabeti ve işgücü hakları sorunları gibi yerel sosyal istikrarsızlık faktörlerini de tetikleyebilir. Bu nedenle, çevre koruma ve sosyal sorumluluk açısından perspektiflerden bakıldığında, kobalta olan güveninin azaltılması endüstrinin gelişiminde kaçınılmaz bir eğilim haline gelmiştir.
İi. Kobalt içermeyen pillerin teknik ilkeleri ve türleri
(A) Teknik ilkeler
Kobalt içermeyen piller tamamen kobalt içermedikleri anlamına gelmez. Bunun yerine, teknolojik yollarla pillerin katot malzemelerindeki kobalt elemanlarını azaltır veya ortadan kaldırırlar. Kobalt esas olarak pillerdeki malzemelerin katmanlı yapısını stabilize eder, katot korozyonunu önler ve pil şarj oranlarını iyileştirir. Kobaltsız statüye ulaşmak için araştırmacılar çeşitli teknolojik yaklaşımları benimsemiştir. Örneğin, eşleştirilmemiş elektron dönüşleri olmadan spesifik elemanları dope ederek, elektron süperexChange fenomeni zayıflar, lityum/nikel karıştırma ve elektriksel performansı iyileştirir. Büyük Mo bağ enerjilerine sahip doping elemanları, şarj-deşarj işlemi sırasında kristallerin hacim değişimini yavaşlatır, yapıyı stabilize eder ve döngü ömrünü ve güvenliğini iyileştirir.
(B) Ana türler
Lityum Demir Fosfat (LFP) Piller: LFP piller doğal olarak kobalt içermez ve yüksek güvenlik ve düşük maliyet gibi avantajlar sunar. Tesla, bazı ürünlerinde kobalt içermeyen piller kullanmak için Catl ile "derinlemesine müzakerelerde". Bu müzakere sonuçlandırılırsa, LFP pillerinin Tesla'nın üretim hattına gireceği anlamına gelir. Bununla birlikte, LFP pillerin nispeten düşük enerji yoğunluğu, bazı üst düzey binek araç segmentlerindeki uygulamalarını bir dereceye kadar sınırlar.
Nikel-Manganese Sistemi Kobaltsız Piller: Svolt'un NMX kobalt içermeyen pili, bir tür nikel-mananese sistemi kobalt içermeyen pil. Kobalt çıkardıktan sonra nikel oranını arttırır ve daha sonra termal stabiliteyi artırmak için diğer elementleri dopar. Maddeleri kaplayarak, çalışma voltajı arttırılır, böylece enerji yoğunluğunu arttırır. Bu tip pil, NCM811'e eşdeğer bir enerji yoğunluğu elde edebilirken, malzeme maliyetlerini%5 -15%düşürür ve buna karşılık olarak stratejik kaynaklardan etkilenmeden pil hücresi bom maliyetini yaklaşık%5 azaltır.
III. Kobalt içermeyen pillerin maliyet avantajları
(A) hammadde maliyetlerinde azalma
Kobalt, üçlü pillerin katot malzemelerindeki en pahalı elementlerden biridir. Kobalt kullanımının azaltılması veya ortadan kaldırılması, pillerin hammadde maliyetlerini önemli ölçüde düşürebilir. Southwest Securities tarafından yapılan bir araştırma raporuna göre, seri üretimden sonra düşük kobalt veya kobalt içermeyen üçlü pillerin maliyeti% 30 azaltılabilir. Lityum demir fosfat katot malzemelerinin maliyeti, toplam pil maliyetinin% 15'inden daha azını oluşturur. Cinda Securities'den elde edilen veriler, NCM523 üçlü pillerin kWh başına toplam maliyetinin 724.91 yuan olduğunu, bu da 612.4 yuan'daki LFP pillerinden% 18.4 daha yüksek olduğunu göstermektedir.
(B) Pil fiyat indirimlerinin teşvik edilmesi
Maliyet indirimleri doğrudan pil fiyatlarını düşürecek ve nevs'in toplam araç maliyetlerini düşürecektir. Tesla'yı örnek olarak alarak, pil maliyetleri toplam araç maliyetinin% 30'unu -40% oluşturur. Tesla, kobalt içermeyen pillerin uygulanmasını sağlayabilirse, pil maliyetlerini daha da azaltması, böylece yurt içinde üretilen Tesla Model 3 gibi modellerde fiyat azaltma için yer yaratması beklenir.
IV. Kobalt içermeyen pillerin karşılaştığı çevresel zorluklar
(A) Performans istikrar sorunları
Kobalt, pil malzemelerinin yapısının stabilize edilmesinde önemli bir rol oynar. Kobalt çıkarıldıktan sonra, pillerin performans stabilitesi etkilenebilir. Şu anda, kobalt içermeyen piller hala ömür ve şarj hızı açısından belirli performans sorunlarıyla karşı karşıya. Örneğin, bazı deneysel kobalt içermeyen pillerin sınırlı ömürleri ve yavaş şarj hızları vardır. Ek olarak, yüksek nikel pillerden kobalt çıkarıldıktan sonra, katodun termal stabilitesi daha da kötüleşir ve onları termal kaçaklığa oldukça eğilimli hale getirir. Yüksek sıcaklıklara veya dış etkilere maruz kaldıklarında, patlamaları ve yangınları tetikleme olasılıkları daha yüksektir.
(B) Kaynak ikamesi ve geri dönüşüm sorunları
Kobalt içermeyen piller kobalta olan güvenini azaltsa da, diğer kaynaklara olan talebi artırabilir. Örneğin, nikel-mangan sistemi kobalt içermeyen pillerdeki nikel oranındaki artış, nikel kaynakları üzerinde daha fazla tedarik basıncına yol açabilir. Aynı zamanda, kobalt içermeyen pillerin yaygın uygulamasıyla, pil geri dönüşümü sorunu giderek daha belirgin hale geldi. İkincil çevre kirliliğinden kaçınmak için harcanan kobalt içermeyen pillerin etkili bir şekilde nasıl geri dönüştürülmesi ve atılması, sektörün karşı karşıya olduğu önemli bir zorluktur.
V. Kobalt içermeyen piller için geliştirme beklentileri ve karşı önlemleri
(A) Kalkınma beklentileri
Çok sayıda zorluğa rağmen, kobalt içermeyen piller uzun vadede hala geniş gelişme beklentisine sahiptir. Sürekli teknolojik ilerleme ile, kobalt içermeyen pillerin performans istikrarı ve güvenliği daha da iyileştirilmesi beklenmektedir ve maliyetler azalmaya devam edecektir. Aynı zamanda, çevre koruması ve sürdürülebilir kalkınma üzerindeki küresel vurgu artmaya devam ettikçe, bu kalkınma eğilimiyle hizalanan kobaltsız pillerin gelecekte güç pilleri için ana teknolojilerden biri olması bekleniyor.
(B) Karşı önlemler
Teknolojik araştırma ve geliştirmeyi güçlendirmek: Araştırma kurumları ve işletmeler, kobaltsız pil teknolojilerinin araştırma ve geliştirilmesine yapılan yatırımlarını artırmalı, sürekli olarak yeni malzeme sistemlerini araştırmalı ve pillerin performans istikrarını ve güvenliğini artırmak için süreç teknolojilerini sürdürmelidir. Örneğin, doping elemanlarının türlerini ve oranlarını optimize ederek, pillerin termal stabilitesi ve döngü ömrü geliştirilebilir.
Kaynak Güvenlik Sisteminin Geliştirilmesi: Tek bir kaynağa güvenmeyi azaltmak için çeşitlendirilmiş kaynak tedarik kanalları oluşturun. Aynı zamanda, kaynak güvenlik yeteneklerini geliştirmek için nikel gibi alternatif kaynakların araştırılmasını ve geliştirilmesini güçlendirin. Buna ek olarak, kullanılmış pillerin geri dönüşümünü ve kullanımını güçlendirmek ve kaynak kurtarma oranlarını iyileştirmek için kapsamlı bir geri dönüşüm sistemi oluşturmak için çaba gösterilmelidir.
Politika rehberliğini geliştirmek: Hükümet, kobalt içermeyen pillerin araştırmasını, geliştirilmesini ve uygulanmasını teşvik etmek ve desteklemek için ilgili politikalar getirmelidir. Örneğin, kobaltsız pil endüstrisinin geliştirilmesini teşvik etmek için araştırma sübvansiyonları, vergi teşvikleri ve diğer politika destekleri sağlamak. Aynı zamanda, kobalt gibi stratejik kaynakların düzenlenmesinin güçlendirilmesi, piyasa düzenini standartlaştırma ve kaynakların rasyonel kullanımının sağlanması.
Kobalt içermeyen piller, NEV pil teknolojisinde önemli bir geliştirme yönü olarak, şu anda çevre koruma ve maliyet hususlarının ikili oyununda hem zorluklarla hem de fırsatlarla karşı karşıya. Teknolojik araştırma ve geliştirmenin güçlendirilmesi, kaynak güvenlik sisteminin geliştirilmesi ve politika rehberliğinin artırılması gibi önlemler sayesinde, kobalt içermeyen pillerin sürdürülebilir kalkınmasına ulaşılabileceği ve NEV endüstrisinin refahına daha fazla katkıda bulunabileceği umulmaktadır.