I en æra med den blomstrende nye energikøretøjs (NEV) industri har batteriteknologi, som kerne-drivkraften, fået betydelig opmærksomhed med enhver innovation . koboltfrie batterier, en voksende teknologisk retning i de senere år, i øjeblikket er fanget i et dobbelt spil miljøbeskyttelse og omkostningshensyn, hvilket er meget indflydelse
I . baggrunden for stigningen af koboltfrie batterier
(A) Knaphed på koboltressourcer og prissvingninger
Cobalt er en afgørende strategisk ressource med begrænsede globale reserver og ujævn distribution . I henhold til relevante data kommer næsten 70% af den globale koboltforsy Ydeevne . Imidlertid tegner det sig for så meget som 40% af omkostningerne ved katodematerialer i ternære batterier . Med den hurtige vækst i antallet af NEV'er, er efterspørgslen efter Cobalt steget, mens forsyningen er relativt begrænset, hvilket førte til høj og volatile cobaltpriser {{6} i de seneste måneder, i de internationale handel, den internationale handel til COB med at blive udnævnt til at blive udnævnt til, har nærmedsatte priser. 400, isse
(B) Miljø- og sociale problemer
Koboltprocessen er fyldt med adskillige miljømæssige og sociale problemer . Næsten to tredjedele af verdens kobolt er udvindet i Den Demokratiske Republik Congo, hvor det ofte er et biprodukt af storskala nikkel og kobberminedrift {{4} Men uafhængige minere operat risks. Cobaltite contains arsenic, a Class 1 carcinogen identified by the International Agency for Research on Cancer of the World Health Organization, and its compound, arsenic trioxide, is the arsenic we often refer to in ancient times. Miners in the Democratic Republic of the Congo basically mine manually without any protection, which poses a great threat to their Sundhed . Derudover kan koboltminedrift også udløse lokale sociale ustabilitetsfaktorer, såsom ressourcekonkurrence og arbejdstagerrettighedsspørgsmål . Derfor er fra perspektiverne om miljøbeskyttelse og socialt ansvar, hvilket reducerer afhængigheden af kobolt.
II . tekniske principper og typer koboltfrie batterier
(A) Tekniske principper
Koboltfrie batterier betyder ikke, at de er helt fri for kobolt . I stedet reducerer de eller eliminerer koboltelementer i katodematerialerne af batterier gennem teknologiske midler . Cobalt stabiliserer hovedsageligt den lagdelte struktur af materialer i batterier, hvilket forhindrer katode-korrosion og forbedring af batteri-ladningsraterne {{3} til at opnå cobalt-free status, researchers have adopted various technological approaches. For example, by doping specific elements with no unpaired electron spins, the phenomenon of electron superexchange is weakened, reducing lithium/nickel mixing and improving electrical performance. Doping elements with large MO bond energies slows down the volume change of crystals during Opladningsudladningsprocessen, stabilisering af strukturen og forbedring af cyklusliv og sikkerhed .
(B) Hovedtyper
Lithium Iron Phosphate (LFP) batterier: LFP-batterier er i sagens natur koboltfrie og giver fordele såsom høj sikkerhed og lave omkostninger . Tesla er i "dybdegående forhandlinger" med Catl til at bruge cobalt-frie batterier i nogle af dens produkter {{4} Hvis denne forhandling er færdig, betyder det, at lfp batterier vil komme ind i TESLA's produktionslinie {{}} dog, dog, at lfp batterier vil komme ind i TESLA's produktionslinie, der er i henhold til TESLA's produktionslinie, der er i lfp batterier, der kommer til at udgøre en produktionslinie, der er i henhold til TES-produktionen, der er i henhold til TES-produktionen, hvis denne forhandling er, at lfp batterier vil indgå i TESLA's produktionslinie, der er i henhold til TESLA's produktionslinie, hvis denne 5. Relativt lav energitæthed af LFP-batterier begrænser deres anvendelse i nogle avancerede personkøretøjssegmenter til en vis grad .
Nikkel-Manganese System Cobalt-Free Batteries: Svolt's NMX Cobalt-Free Battery er en type nikkel-manganesisk system Cobalt-Free Battery . Det øger nikkelforhold Densitet . Denne type batteri kan opnå en energitæthed svarende til NCM811, mens de reducerer materialeomkostningerne med 5%-15%og tilsvarende reducerer batteriet Cell BOM -omkostninger med ca. 5%uden at blive påvirket af strategiske ressourcer .} tilsvarende at reducere batteriets Cell BOM med ca. 5%uden at blive påvirket af strategiske ressourcer .}
III . Omkostningsfordele ved koboltfrie batterier
(A) Reduktion i råmaterialeomkostninger
Cobalt er et af de dyreste elementer i katodematerialerne i ternære batterier . Reduktion eller eliminering af brugen af kobolt kan sænke råmaterialomkostningerne for batterier . I henhold til en forskningsrapport efter masser, efter masser, kan omkostningerne ved lav-koble eller cobalt-fri ternary batterier reduceres med 30% efter masser. Produktion . Omkostningerne ved lithiumjernfosfatkatodematerialer tegner sig for mindre end 15% af de samlede batteriomkostninger . Data fra Cinda Securities viser, at de samlede omkostninger pr. KWh NCM523 ternære batterier er 724 . 91 yuan, hvilket er 18,4% højere end LFP -batterier ved 612.4 yuan.
(B) Fremme af reduktion af batteripriser
Cost reductions will directly drive down battery prices and, in turn, lower the overall vehicle costs of NEVs. Taking Tesla as an example, battery costs account for 30%-40% of the total vehicle cost. If Tesla can achieve the application of cobalt-free batteries, it will be expected to further reduce battery costs, thereby creating room for price reductions in models such Som den indenlandske producerede Tesla -model 3. er dette af stor betydning for at forbedre markedet for Nevs marked og fremme deres popularisering .
IV . Miljøudfordringer, som koboltfrie batterier står overfor
(A) Problemer med præstationsstabilitet
Cobalt plays an important role in stabilizing the structure of battery materials. After removing cobalt, the performance stability of batteries may be affected. Currently, cobalt-free batteries still face certain performance issues in terms of lifespan and charging speed. For example, some experimental cobalt-free batteries have limited lifespans and slow charging Hastighed . Derudover, efter at have fjernet kobolt fra høje nikkelbatterier, bliver katodens termiske stabilitet værre, hvilket gør dem meget tilbøjelige til termiske løbende . Når de udsættes for høje temperaturer eller eksterne påvirkninger, er de mere tilbøjelige til at udløse eksplosioner og ild .}}
(B) Ressourceudskiftning og genbrugsproblemer
Selvom koboltfrie batterier reducerer afhængigheden af kobolt, kan de øge efterspørgslen efter andre ressourcer . For eksempel kan stigningen i nikkelforholdet i nikkel-manganese system koboltfrie batterier føre til større forsyningstryk på nikkelressourcer . på samme tid med den udbredte anvendelse af kobalt-frie batterier, der udsender batteri Fremtrædende . hvordan man effektivt genanvender og bortskaffer brugte koboltfrie batterier for at undgå sekundær miljøforurening er en betydelig udfordring i branchen .
V . Udviklingsudsigter og modforanstaltninger til koboltfrie batterier
(A) Udviklingsudsigter
På trods af de mange udfordringer har koboltfrie batterier stadig brede udviklingsudsigter i det lange løb . med kontinuerlig teknologisk fremgang, ydelsesstabiliteten og sikkerheden af koboltfrie batterier forventes at blive yderligere forbedret, og omkostningerne vil fortsætte med at falde . på samme tid, da den globale vægt på miljøbeskyttelse og bæredygtig udvikling fortsætter med at øge, cobalt-fri batteri, som ALLEGE med denne almen med denne levering med dette dette er til dette niveau med denne all. Trend, forventes at blive en af mainstream -teknologierne til strømbatterier i fremtiden .
(B) Modforanstaltninger
Styrke teknologisk forskning og udvikling: Forskningsinstitutioner og virksomheder bør øge deres investering i forskning og udvikling af koboltfrie batteriteknologier, der kontinuerligt udforsker nye materialesystemer og processteknologier for at forbedre ydelsesstabiliteten og sikkerheden af batterier . for eksempel ved at optimere typerne og forholdet af dopingelementer, den termiske stabilitet og cyklusliv i batterier kan forbedres {{{{}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} doping element
Forbedring af ressourcens sikkerhedssystem: Etablere diversificerede ressourcegenskabskanaler for at reducere afhængigheden af en enkelt ressource . På samme tid skal du styrke efterforskningen og udviklingen af alternative ressourcer, såsom nikkel til at forbedre ressourcens sikkerhedskapaciteter . Derudover bør bestræbelserne gøres for at styrke genvinding og udnyttelse af brugte batterier og etablere et omfattende recycling -system til at forbedre ressourcestyringsraterne .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} brug
Forbedring af politisk vejledning: Regeringen bør indføre relevante politikker for at tilskynde til og støtte forskning, udvikling og anvendelse af koboltfrie batterier . For eksempel at give forskningssubsidier, skatteincitamenter og andre politiske understøtter til at fremme udviklingen af Cobalt-Free Battery-industrien {{3} på samme tid, hvilket styrker reguleringen af strategiske ressourcer, såsom kobolt, standardisering af markedsordningen, og ensartetning af rengøringen, hvilket styrker reguleringen af strategiske ressourcer af ressourcer .
Cobalt-frie batterier, som en vigtig udviklingsretning i NEV-batteriteknologi, står i øjeblikket over for både udfordringer og muligheder i det dobbelte spil miljøbeskyttelse og omkostningsovervejelser . gennem foranstaltninger, såsom styrkelse af teknologisk forskning og udvikling, forbedring af ressourcens sikkerhedssystem, og hvilket forbedrer politisk vejledning, er det håbet om, at den bæredygtige udvikling af kobolt-free-free kan opnå Nev Industry .