Recomandări cheie:
- Costul bateriilor cu litiu este influențat de factori precum compoziția celulelor, sistemele de gestionare a bateriilor, designul pachetului personalizat și testarea/certificarea.
- Înțelegerea acestor elemente este crucială pentru gestionarea eficientă a cheltuielilor și optimizarea performanței bateriei.
Când persoane fizice sau companii cumpără pachete de baterii, cheltuielile sunt un punct cheie de focalizare.
În 2023, costul mediu al unui pachet de baterii pentru vehicule electrice în 2023 este 128 USD/kWh. Acesta este semnificativ mai mic decât prețul din 2008, care era de 1.355 USD/kWh. Cu toate acestea, merită remarcat faptul că bateriile cu litiu au fost în mod constant la nivelul superior al costurilor chimice ale bateriilor.
Prețul bateriilor cu litiu este influențat de o varietate de elemente. Acestea includ celula însăși, cel sistem de management al bateriei (BMS), sistemul general de acumulatori, costurile de testare și de transport.
Celulele bateriei
Celulele individuale ale bateriei reprezintă aproximativ 80% din totalul cheltuielilor de producție. O celulă a bateriei este compusă din mai multe părți: catod, anod, electrolit, separator și carcasa exterioară.
Materialele catodice și procesele lor de producție tind să fie cele mai costisitoare elemente, costurile anozilor și separatorilor urmând îndeaproape.
Catodul constă în principal din litiu combinat fie cu cobalt, nichel sau mangan, în timp ce grafitul este utilizat în mod obișnuit pentru anod. Prețurile de piață pentru aceste materiale pot varia în funcție de cerere și ofertă, iar cererea tot mai mare de electronice de înaltă performanță și vehicule electrice a dus la o penurie a acestor metale.
Se anticipează că disponibilitatea resurselor globale va scădea până în anul 2050. Probleme precum valurile de căldură care afectează aprovizionarea cu litiu în China și preocupările legate de practicile miniere de cobalt în Republica Democrată Congo au ridicat atât probleme de mediu, cât și probleme legate de drepturile omului.
Din cauza tulburărilor politice din anumite regiuni, producătorii din doar câteva țări au acces sigur la cantități mari de aceste materiale, ceea ce duce la potențiale întreruperi ale lanțului de aprovizionare.
Ca urmare a acestor factori care cresc costurile, este probabil ca producătorii să crească prețurile celulelor ca răspuns.
BMS
Mecanismele de protecție și încărcare ale bateriilor cu litiu au un impact semnificativ asupra costului de producție al pachetelor de baterii.
În conformitate cu reglementările internaționale, toate bateriile pe bază de litiu trebuie să fie echipate cu un BMS. Acest sistem are sarcina de a monitoriza starea de încărcare a bateriei (SoC) și starea de sănătate a acesteia (SoH), protejând bateria de deteriorare și prelungind durata de viață a acesteia, prevenind supraîncărcarea sau descărcarea excesivă.
Costul BMS depinde de caracteristicile cerute de clienți pentru dispozitivele lor. Unitățile BMS de bază monitorizează SoC, SoH și temperatura. Unitățile avansate pot include echilibrarea bateriei, ceasuri în timp real, înregistratoare de date și multe altele. Mai multe funcții cresc costurile BMS. O înțelegere clară a cerințelor de alimentare este esențială pentru clienți pentru a determina nivelul adecvat de caracteristici de inclus în BMS.
În timpul procesului de încărcare, sunt utilizate circuite integrate (CI) din încărcătorul bateriei. Există diferite tipuri de circuite integrate disponibile, cum ar fi încărcătoare liniare și încărcătoare cu comutare. Aceste circuite integrate nu numai că încarcă bateria, ci oferă și protecție împotriva supratensiunii și supracurentului.
Cheltuielile asociate cu încărcătoarele de baterii depind de dacă clienții preferă să aibă încărcătoare incluse în pachetul de baterii pentru utilizare imediată sau să permită utilizatorilor finali să-și aleagă propriile încărcătoare. Alegerea între încărcătoare personalizate și standard afectează, de asemenea, costul, încărcătoarele personalizate fiind de obicei mai scumpe.
Sistem personalizat de pachete de baterii
Sistemul de baterii este compus dintr-o carcasă de baterie și o varietate de componente, inclusiv cablaje, relee, conectori, software BMS și sisteme de management termic pentru încălzire și răcire. Aceste componente asigură alimentarea stabilă a bateriilor cu litiu pentru diferite dispozitive.
În timp ce cablajele, conectorii și BMS sunt componente standard, alte elemente sunt adaptate pentru a răspunde nevoilor specifice ale diferitelor aplicații.
În procesul de proiectare a unui sistem personalizat de pachete de baterii, adăugarea de componente suplimentare va crește proporțional costurile de producție.
De asemenea, este important să rețineți că înlocuirea anumitor componente cu materiale mai ieftine (cum ar fi releele) poate afecta performanța generală și durata de viață a bateriei. Clienții ar trebui să ia în considerare echilibrul dintre costurile de proiectare și producție ale sistemului de acumulatori și performanța și calitatea acestuia.
În unele cazuri, alegerea unui sistem de acumulatori de calitate superioară, în ciuda costurilor inițiale mai mari, poate duce la economii pe termen lung datorită durabilității sporite a bateriei.
Testare și livrare
Producători de baterii cu litiu trebuie să certifice pachetele de baterii cu litiu pentru siguranță înainte de transport.
Unele certificări, cum ar fi CE, sunt făcute intern; altele necesită laboratoare externe. Costurile variază de la 500 USD la 30.000 USD, în funcție de tipul de certificare. Sunt necesare pachete de mostre atât pentru testele distructive, cât și pentru cele nedistructive.
Reproiectarea poate fi necesară dacă testele eșuează, costurile crescând, deoarece noile modele trebuie și ele certificate. Schimbarea producătorilor, chiar și cu același design, poate solicita retestarea și recertificarea. Clienții trebuie întotdeauna să bugeteze pentru testarea, certificarea și cerințele de transport ale bateriilor cu litiu.
Concluzie
În prezent, costurile de proiectare și producție ale bateriilor cu litiu sunt mai mari decât cele ale altor tipuri de baterii chimice.
Cu toate acestea, cu progresele tehnologice în curs de desfășurare, producătorii lucrează activ pentru a face aceste compoziții chimice mai rentabile, fără a compromite puterea pe care o oferă diferitelor dispozitive.
Pentru cei care doresc să personalizeze bateriile și încărcătoarele, înțelegerea cerințelor precise de energie ale aplicațiilor lor este crucială. Furnizarea producătorilor de documentație cuprinzătoare în timpul fazei de proiectare poate duce la soluții mai rentabile. Implicarea producătorilor încă de la începutul procesului de proiectare poate ajuta, de asemenea, la atenuarea provocărilor de producție și la reducerea deșeurilor, conducând în cele din urmă la rezultate mai rentabile.
