Náklady na lítium-iónovú batériu za kWh

Úvod

Ide o nabíjateľnú batériu, v ktorej lítium-iónová batéria vyrába energiu. Lítium-iónová batéria pozostáva zo záporných a kladných elektród. Ide o nabíjateľnú batériu, v ktorej lítiové ióny prechádzajú zo zápornej elektródy do kladnej elektródy prostredníctvom elektrolytu. Pri nabíjaní ide výboj dopredu a dozadu. Mnohé zariadenia využívajú lítium-iónové (Li-ion) články vrátane prístrojov, hier, slúchadiel Bluetooth, prenosných napájacích nástrojov, malých a veľkých zariadení, elektrických áut a elektrochemickýchskladovanie energiezariadení. Môžu ohroziť zdravie a životné prostredie, ak sa s nimi na konci ich životného cyklu nebude primerane zaobchádzať.

Trend

Rastúce požiadavky trhu na lítium-iónové batérie možno z veľkej časti pripísať ich vysokej „hustote výkonu“. Množstvo energie, ktoré systém drží v danom počte priestorov, sa označuje ako jeho „hustota energie“. Pri zachovaní rovnakého množstva elektriny,lítiové batériemôžu byť skutočne tenšie a ľahšie ako niektoré iné typy batérií. Toto zmenšovanie urýchlilo prijatie malých prenosných a bezdrôtových zariadení spotrebiteľmi.

Trend nákladov na lítium-iónovú batériu za kWh

Nárast cien batérií by mohol vytlačiť referenčné hodnoty, ako napríklad 60 USD za kWh, ktoré stanovilo americké ministerstvo energetiky ako hranicu rentability pre elektromobily proti spaľovacím motorom. Podľa ročnej štúdie cien batérií od Bloomberg New Energy Finance (BNEF) sa svetové priemerné náklady na batérie medzi rokmi 2020 a 2021 znížili o 6 %, avšak v budúcnosti sa môžu zvýšiť.

Podľa výskumu boli náklady na lítium-iónové batérie v roku 2021 132 USD za kWh, pričom v roku 2020 klesli zo 140 USD za kWh a na úrovni článku 101 USD za kWh. Podľa analýzy zvýšené ceny komodít už ťahajú ceny späť nahor, pričom stredná cena za balenie 135 USD sa očakáva na rok 2022. Podľa BNEF by to mohlo znamenať, že moment, keď náklady klesnú pod 100 USD za kWh, sa všeobecne považuje za kritický míľnik pre cenovú dostupnosť EV – bude odložený o dva roky.

Výrobcovia áut majú svoje vznešené ciele, ako napríklad cieľ Toyoty znížiť ceny elektromobilov na polovicu za desať rokov. Rovnako aj celé krajiny a štáty. Bude bojovať proti cieľom, ak budú bunky o rok alebo dva drahšie? Zostáva to pozorovať ako nový komponent v tejto komplikovanej trendovej línii prijímania EV.

Zvýšenie ceny batérie

Ceny lítium-iónových batérií sa zvýšili vo väčšej miere. Dôvodom prudkého nárastu cien sú materiály.

Ceny lítium-iónových materiálov sa výrazne zvýšili.

Aj keď náklady na batérie od roku 2010 klesajú, výrazné zvýšenie cien kľúčových článkov, ako je lítium, spochybňuje ich životnosť. Ako sa budú vyvíjať ceny batérií EV v budúcnosti? Cenalítium-iónové batériesa môže v blízkej budúcnosti zvýšiť vo väčšej miere.

Prudký nárast cien nie je nová vec.

Nie je to prvý výskum, ktorý poukazuje na nedostatok surovín ako na možný predchodca zvyšovania cien batérií. Iné publikácie identifikovali nikel ako možný nedostatok, nie všetky články ho vyžadujú.

Podľa BNEF však obavy z dodávateľského reťazca dokonca zvýšili ceny surovín za nižšie náklady.fosforečnan lítno-železitý(LFP), chemikáliu, ktorú teraz uprednostňujú mnohí veľkí čínski výrobcovia a výrobcovia batérií a spoločnosť Tesla ju postupne prijíma. Podľa výskumu čínski výrobcovia LFP buniek od septembra zvýšili svoje ceny o 10 % až 20 %.

Koľko stojí lítium-iónová batéria?

Poďme si rozobrať cenu lítium-iónových batériových článkov. Podľa štatistík BloombergNEF cena katódy každého článku predstavuje viac ako polovicu z ceny článku.

Komponent článku batérie V % z ceny bunky
Katóda 51 %
Bývanie a iné materiály 3%
Elektrolyt 4%
Oddeľovač 7%
Výroba a odpisy 24 %
anóda 11 %

Z vyššie uvedeného rozpisu ceny lítium-iónových batérií sme zistili, že katóda je najdrahší materiál. Tvorí 51 % z celej ceny.

Prečo majú katódy vyššie ceny?

Katóda má elektródu s kladným nábojom. Keď zariadenie vybije batériu, elektróny a lítiové ióny putujú z anódy na katódu. Zostanú tam, kým sa batéria opäť úplne nenabije. Katódy sú najdôležitejšou súčasťou batérií. Silne ovplyvňuje dojazd, výkon, ako aj tepelnú bezpečnosť batérií. Ide teda aj o EV batériu.

Bunka pozostáva z rôznych kovov. Pozostáva napríklad z niklu a lítia. V súčasnosti sú bežné katódové kompozície:

Fosforečnan lítno-železitý (LFP)

Lítiumnikel-kobaltoxid hlinitý (NCA)

Lítiumnikelmangánkobalt (NMC)

Po batériových prvkoch, ktoré tvoria katódu, je veľký dopyt, pričom výrobcovia, ako je Tesla, sa snažia získať materiály s nárastom predaja EV. V skutočnosti tvorí tovar v katóde spolu s ostatnými v iných bunkových komponentoch približne 40 % z celkovej ceny článku.

Ceny ostatných komponentov lítium-iónovej batérie

Zvyšných 49 percent nákladov článku pozostáva z komponentov iných ako katóda. Výrobný proces, ktorý zahŕňa výrobu elektród, integráciu rôznych komponentov a kompletizáciu článku, predstavuje 24 % celkových nákladov. Anóda je ďalšou podstatnou súčasťou batérií a predstavuje 12 % celkových nákladov – zhruba štvrtinu podielu katódy. Anóda lítium-iónového článku pozostáva z organického alebo anorganického grafitu, ktorý je menej nákladný ako iné materiály batérie.

Záver

Zvýšené ceny surovín však naznačujú, že priemerné náklady na balenie by mohli do roku 2022 v nominálnom vyjadrení vzrásť na 5/kWh. Pri absencii externých pokrokov, ktoré by mohli znížiť tento efekt, môže byť čas, keď náklady klesnú pod 0/kWh, posunutý o 2 rokov. To by malo vplyv na cenovú dostupnosť EV a zisky výrobcov, ako aj na hospodárnosť zariadení na skladovanie energie.

Pokračujúce investície do výskumu a vývoja, ako aj rast kapacity v rámci celej distribučnej siete, pomôžu napredovať v technológii batérií a znižovať ceny počas ďalšej generácie. BloombergNEF predpokladá, že inovácie novej generácie, ako sú anódy na báze kremíka a lítia, chémia v tuhom skupenstve a nové techniky výroby katódových látok a článkov, budú hrať významnú úlohu pri uľahčovaní tohto znižovania cien.


Čas odoslania: máj-09-2022