Koszt baterii litowo-jonowej na kWh

Wstęp

Jest to akumulator, w którym prąd wytwarzany jest przez akumulator litowo-jonowy. Bateria litowo-jonowa składa się z elektrod ujemnych i dodatnich. Jest to akumulator, w którym jony litu przemieszczają się z elektrody ujemnej do elektrody dodatniej za pośrednictwem elektrolitu. Podczas ładowania następuje rozładowywanie do przodu i do tyłu. Wiele urządzeń wykorzystuje ogniwa litowo-jonowe (Li-ion), w tym gadżety, gry, słuchawki Bluetooth, przenośne instrumenty zasilające, małe i duże urządzenia użyteczności publicznej, samochody elektryczne i urządzenia elektrochemiczne.magazynowanie energiiurządzenia. Mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia i środowiska, jeśli nie będą odpowiednio traktowane pod koniec ich cyklu życia.

Tendencja

Rosnące zapotrzebowanie rynku na akumulatory litowo-jonowe można w dużej mierze przypisać ich dużej „gęstości mocy”. Ilość energii, jaką system utrzymuje w danej liczbie przestrzeni, nazywa się jego „gęstością energii”. Przy zachowaniu tej samej ilości energii elektrycznej,baterie litowerzeczywiście mogą być cieńsze i lżejsze niż niektóre inne typy akumulatorów. To zmniejszenie rozmiarów przyspieszyło akceptację małych urządzeń przenośnych i bezprzewodowych przez konsumentów.

Trend kosztów baterii litowo-jonowych na kWh

Wzrost cen akumulatorów może wyprzeć standardy takie jak 60 dolarów za kWh ustalone przez amerykański Departament Energii jako próg rentowności pojazdów elektrycznych w porównaniu z silnikami spalinowymi. Jak wynika z corocznego badania cen akumulatorów przeprowadzonego przez Bloomberg New Energy Finance (BNEF), średnie światowe koszty akumulatorów spadły o 6% w latach 2020–2021, jednak w przyszłości mogą wzrosnąć.

Według badania koszty akumulatorów litowo-jonowych wyniosły 132 dolarów za kWh w 2021 r., spadając ze 140 dolarów za kWh w 2020 r. i 101 dolarów za kWh na poziomie ogniwa. Jak wynika z analizy, zwiększone ceny towarów już powodują ponowny wzrost cen, a średnia cena pakietu wynosi 135 dolarów za kWh oczekiwana w 2022 roku. Według BNEF może to oznaczać, że moment, w którym koszty spadną poniżej 100 dolarów za kWh – powszechnie uważany za krytyczny kamień milowy w zakresie przystępności cenowej pojazdów elektrycznych – zostanie przesunięty o dwa lata.

Producenci samochodów mają własne wzniosłe cele, takie jak cel Toyoty polegający na obniżeniu cen pojazdów elektrycznych o połowę w ciągu dziesięciu lat. Podobnie całe kraje i stany. Czy uda się zrealizować cele, jeśli za rok lub dwa ogniwa staną się droższe? Należy to obserwować jako nowy element tej skomplikowanej linii trendu w zakresie upowszechniania pojazdów elektrycznych.

Wzrost ceny baterii

W większym stopniu wzrosły ceny akumulatorów litowo-jonowych. Powodem wzrostu cen są materiały.

Ceny materiałów litowo-jonowych znacznie wzrosły.

Chociaż koszt baterii spada od 2010 r., znaczny wzrost cen kluczowych metali stosowanych w ogniwach, takich jak lit, budzi wątpliwości co do ich trwałości. Jak będą kształtować się ceny akumulatorów do pojazdów elektrycznych w przyszłości? Cenaakumulatory litowo-jonowemoże w najbliższej przyszłości wzrosnąć w większym stopniu.

Wzrost cen nie jest niczym nowym.

Nie jest to pierwsze badanie wskazujące na niedobory surowców jako możliwy prekursor wzrostu cen akumulatorów. W innych publikacjach wskazano, że nikiel jest możliwym niedoborem, choć nie wszystkie ogniwa go wymagają.

Jednak według BNEF obawy dotyczące łańcucha dostaw spowodowały nawet wzrost cen surowców o niższych kosztachfosforan litowo-żelazowy(LFP), który jest obecnie preferowany przez wielu dużych chińskich producentów i producentów akumulatorów i jest stopniowo wdrażany przez Teslę. Z badania wynika, że ​​od września chińscy producenci ogniw LFP podnieśli ceny o 10–20%.

Ile kosztuje ogniwo akumulatora litowo-jonowego?

Rozłóżmy cenę kosztu ogniwa akumulatora litowo-jonowego. Według statystyk BloombergNEF cena katody w każdym ogniwie stanowi ponad połowę tej kwoty.

V Komponent ogniwa akumulatora % kosztu ogniwa
Katoda 51%
Obudowa i inne materiały 3%
Elektrolit 4%
Separator 7%
Produkcja i amortyzacja 24%
Anoda 11%

Z powyższego zestawienia cen akumulatorów litowo-jonowych odkryliśmy, że katoda jest najdroższym materiałem. Stanowi on 51% całej ceny.

Dlaczego katody mają wyższe ceny?

Katoda ma elektrodę ładunku dodatniego. Kiedy urządzenie rozładowuje baterię, elektrony i jony litu przemieszczają się z anody do katody. Pozostają tam do momentu ponownego pełnego naładowania akumulatora. Katody są najważniejszym elementem akumulatorów. Ma to duży wpływ na zasięg, wydajność i bezpieczeństwo termiczne akumulatorów. Jest to zatem również akumulator EV.

Ogniwo składa się z różnych metali. Na przykład składa się z niklu i litu. Obecnie powszechne składy katod to:

Fosforan litowo-żelazowy (LFP)

Tlenek litowo-niklowo-kobaltowo-glinowy (NCA)

Litowo-nikielowo-manganowo-kobaltowy (NMC)

Elementy akumulatorów składające się na katodę cieszą się dużym zainteresowaniem, a producenci tacy jak Tesla starają się pozyskać materiały w miarę wzrostu sprzedaży pojazdów elektrycznych. W rzeczywistości składniki katody, wraz z innymi składnikami ogniwa, stanowią około 40% całkowitej ceny ogniwa.

Ceny innych komponentów baterii litowo-jonowej

Pozostałe 49 procent kosztu ogniwa stanowią komponenty inne niż katoda. Proces produkcji, który obejmuje wykonanie elektrod, integrację różnych komponentów i skompletowanie ogniwa, stanowi 24% całkowitego kosztu. Anoda to kolejna istotna część akumulatorów, stanowiąca 12% całkowitego kosztu, czyli mniej więcej jedną czwartą części katody. Anoda ogniwa litowo-jonowego składa się z grafitu organicznego lub nieorganicznego, który jest tańszy niż inne materiały stosowane w akumulatorach.

Wniosek

Wzrost cen surowców sugeruje jednak, że do 2022 r. średnie koszty pakietu mogą wzrosnąć nominalnie do 5/kWh. W przypadku braku postępów zewnętrznych, które mogłyby zredukować ten efekt, moment spadku kosztów poniżej 0/kWh może przesunąć się o 2 lata. Miałoby to wpływ na przystępność cenową pojazdów elektrycznych i zyski producentów, a także na ekonomikę instalacji magazynowania energii.

Ciągłe inwestycje w badania i rozwój, a także wzrost wydajności w całej sieci dystrybucyjnej pomogą w udoskonaleniu technologii akumulatorów i obniżeniu cen w ciągu następnej generacji. BloombergNEF przewiduje, że innowacje nowej generacji, takie jak anody na bazie krzemu i litu, chemia w stanie stałym oraz nowatorskie techniki produkcji substancji i ogniw katodowych, odegrają znaczącą rolę w ułatwianiu tych spadków cen.


Czas publikacji: 9 maja 2022 r