Lithium-Ionen-Batterie Kosteneinkauf, Herstellung, Materialien

Es wird erwartet, dass die Lithium-Ionen-Batterietechnologie die Sprungbrett-Technologie für die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist und stationäre Speicherlösungen bereitstellt, damit erneuerbare Energiequellen effektiv genutzt werden können. Für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch wie Unterhaltungselektronik und Elektrowerkzeuge wird die Technologie bereits eingesetzt. Umfangreiche Forschung und Entwicklung haben die Technologie bis zu einem Punkt verbessert, an dem sichere und zuverlässige Lithium-Ionen-Batterien wahrscheinlich bald an Bord von Hybrid-Elektrofahrzeugen und Elektrofahrzeugen eingesetzt und an Solarzellen und Windmühlen angeschlossen werden. Die Sicherheit der Technologie ist immer noch ein Problem, die Lebensdauer ist jedoch noch nicht ausreichend und die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien sind zu hoch. Dieser Artikel fasst irgendwie den Stand der Technik der Lithium-Ionen-Batterietechnologie zusammen, die kein Experte ist. Hier werden Batteriematerialien und -speicher aufgelistet und die damit verbundenen Kosten zusammengefasst. Dieser Artikel wird auch ein umfassendes Verständnis der Materialien und der Herstellung sowie die Notwendigkeit fördern, die verbleibenden Hindernisse für eine erfolgreiche Markteinführung von Lithium-Ionen-Batterien zu beseitigen.

Wie viel kostet ein Li-Ionen-Akku?

Die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien variieren von Herstellung zu Herstellung. Die geschätzten Kosten für einen Lithium-Ionen-Akku für Smartphones liegen jedoch zwischen 2 und 4 US-Dollar. Dies hängt nicht nur von seiner Kapazität ab, sondern auch von anderen Merkmalen des Akku-Designs, die etwa 1 bis 2 Prozent der Gesamtkosten des Mobilgeräts ausmachen. Im Gegensatz dazu liegen die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien eines Elektrofahrzeugs zwischen 7.000 und 20.000 US-Dollar. Damit ist es bei weitem das teuerste Element in den Fahrzeugkosten. Die Spezifikationen für Akkus für HEVs (Hybrid-Elektrofahrzeuge) betragen 500 bis 800 US-Dollar für HEV-Akkus und 1.700 bis 3.400 US-Dollar für PHEV-Akkus, was recht teuer, aber sinnvoll ist.

Wie viel kostet es, einen Li-Ionen-Akku herzustellen?

Die Verarbeitung oder Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist sehr schwer von den Materialkosten zu trennen und daher in den Materialkosten enthalten. Daher ändern sich die Materialverarbeitungskosten verschiedener Materialien dramatisch und können daher als materialspezifisch bezeichnet werden. Neue Herstellungsverfahren können jedoch die derzeit hohen Rohstoffkosten senken und zugänglich machen.

Die Gesamtkosten für die Herstellung eines Lithium-Ionen-Akkus einschließlich aller Material-, Herstellungs- und Arbeitskosten betragen ca. 17000 US-Dollar für Fahrzeuge. Für Smartphones sind sie jedoch recht gering, aber immer noch teuer.

Wie viel kosten Li-Ionen-Batteriematerialien?

Die Spezifikationen und Preise der Rohstoffe basieren auf einer L-Methode. Gaines, R. Cuenza. Die Lithium-Ionen-Batterie, die aus einer 18 mm breiten und 65 mm langen, regelmäßigen zylindrischen Zelle mit einer Gesamtmasse von ca. 40 g (einschließlich inaktivem Inhalt und Verpackung) und einer Größe von ca. 1,35 Ah besteht, wird benötigt.

Obwohl die Kostenstruktur der Batterieproduktion in der Regel nur für die Batteriehersteller und ihre Großkunden klassifiziert wird, gibt es nur genügend Informationen aus verschiedenen Marktstudien und -analysen, um einen Einblick in die Komponenten zu erhalten, aus denen sich die Gesamtkosten zusammensetzen. Die Materialkosten sind mit Abstand der größte Beitrag, der etwa 60% der Gesamtkosten ausmacht. Bei Lithium-Ionen-Batterien aus Lithium-Kobaltoxid-Kathoden (LCO) oder Nickel-Kobalt-Aluminium-Kathoden (NCA), die in Tesla verwendet werden, sind die Rohkobaltkosten eine Hauptkomponente, die derzeit bei 10,88 USD pro Pfund liegt. Darüber hinaus als Lithium-Ionen Batterien enthalten Elektroden und Elektrolyt. Dies ist die Chemikalie, die für die Reaktion in der Batterie verantwortlich ist. Die Anschaffung ist ziemlich teuer, da Lithiummetall teuer ist und hauptsächlich in Chile und China erhältlich ist, sodass auch die Kosten für den Import von Lithiummetall darin enthalten sind .

Die modernen Technologien konzentrieren sich jedoch darauf, den Preis für Lithium-Ionen-Batterien zu senken, indem verschiedene andere Formen von lithium-batterien erfunden werden, die sicherer zu verwenden und kostengünstig sind.

Verkaufs- und Arbeitskosten

Arbeit ist ein vergleichsweise kleiner Bestandteil der Gesamtkosten - die Batterieproduktion kombiniert eine erhebliche Automatisierung in Niedrigkostenländern, insbesondere in China. Trotzdem sind die Betriebskosten mit 30% viel höher - einschließlich Kapitalabschreibung, Energiekosten, F & E, Marketing und Verwaltung ... usw.

Die Entwicklung einer Lithium-Ionen-Batterie mit zylindrischen Zellen auf dem neuesten Stand der Technik in einer Produktionslinie umfasst das Mischen und Schleifen, Kalandrieren und Schneiden, Schneiden, Wickeln, Versiegeln, automatische Montage und Inspektion, gefolgt von Sieben, Radfahren und Verpacken. Dies erfordert eine Gesamtbelegschaft von 76 bis 104 Mitarbeitern, die in zwei Schichten in zwei Schichten arbeiten, um 100.000 Einheiten pro Jahr zu erzeugen, was einen großen Beitrag dazu leistet, dass diese Arbeitskräfte bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien arbeiten.

Gesamtkosten

Die Gesamtkosten für die Zelle des Lithium-Ionen-Akkus betragen für Smartphones ungefähr 1,70 USD, während die Skalierung des Akkus 1.700 USD ergibt (das Doppelte des Zielpreises). Es gibt noch kein festes Ziel für die Kosten der EV-Batterie. Dennoch könnte man auf der Grundlage dieser Berechnung eine höchst unsichere Schätzung von 17.000 USD pro Batterie ableiten.

Die Berechnung zeigt, dass ein erheblicher Aufwand erforderlich ist, um die Ziele zu erreichen, um die Produktionskosten und das Produkt selbst, bei dem es sich um eine Lithium-Ionen-Batterie handelt, zu senken.

Fazit

Es besteht kein Zweifel, dass aufgrund der elektrochemischen Effizienz der Batterien, der theoretischen Fähigkeit und der Energiedichte die Lithium-Ionen-Zellchemie einige der besten Optionen für die Speicherung elektrischer Energie für Hochleistungs- und Hochenergieanwendungen wie Transport und stationäre Speicherung bietet. In den Bereichen Produktproduktion, Lagerung und Herstellung besteht offensichtlich Arbeitsbedarf. Eine Trennung der Rohstoffkosten von den Materialverarbeitungskosten ist jedoch nahezu unmöglich, da wir dabei niemals reine Rohstoffe verwenden. Stattdessen verwenden wir Materialverbindungen, die für die Verwendung geeignet und bei der Herstellung am kostengünstigsten sind. Es ist daher notwendig, die Investitionskosten und Produktionskosten zu minimieren, um sie für Batterieanwendungen realisierbar zu machen. Darüber hinaus werden auch Rohstoffe und Materialverbindungen verarbeitet. Es ist daher notwendig, neue kostengünstige Verarbeitungsverfahren für diese Materialien und Verbindungen zu entwickeln, um das "Rohmaterial" und die Gesamtkosten der Lithiumionenbatterien zu minimieren.