Ключевые выводы:
- На стоимость литийных аккумуляторов влияет такие факторы, как состав ячейки, системы управления батареями, индивидуальный дизайн пакетов и тестирование/сертификация.
- Понимание этих элементов имеет решающее значение для эффективного управления затратами и оптимизации производительности батареи.
Когда отдельные лица или предприятия покупают аккумуляторные блоки, расходы являются ключевым моментом фокуса.
В 2023 году средняя стоимость аккумулятора электромобиля в 2023 году. $ 128/кВтчПолем Это значительно ниже, чем цена в 2008 году, что составляло 1355 долларов США/кВтч. Тем не менее, стоит отметить, что литийные батареи постоянно находились на более высоком уровне затрат на химию батареи.
На цену на литиевые батареи влияют различные элементы. К ним относятся сама ячейка, система управления батареями (BMS), общая система аккумулятора, затраты на тестирование и доставку.
Батарея
Отдельные батареи представляют около 80% от общих расходов на производство. Аккумуляторная ячейка состоит из нескольких частей: катод, анод, электролит, сепаратор и внешний корпус.
Катодные материалы и их производственные процессы, как правило, являются самыми дорогими элементами, причем затраты анодов и сепараторов следуют затратам.
Катод в основном состоит из лития в сочетании с кобальтом, никелем или марганца, в то время как графит обычно используется для анода. Рыночные цены на эти материалы могут варьироваться в зависимости от спроса и предложения, а растущий спрос на высокоэффективную электронику и электромобили привел к дефициту этих металлов.
Предполагается, что доступность глобальных ресурсов будет уменьшаться к 2050 году. Такие вопросы, как тепловые волны, влияющие на поставки лития в Китае, и проблемы, связанные с практикой добычи кобальта в Демократической Республике Конго, подняли как экологические, так и права человека.
Из -за политических беспорядков в определенных регионах производители только в нескольких странах имеют надежный доступ к большим количествам этих материалов, что приводит к потенциальным сбоям цепочки поставок.
В результате этих факторов, способствующих увеличению затрат, производители, вероятно, повысят цены на клеток в ответ.
БМС
Механизмы защиты и зарядки литийных аккумуляторов значительно влияют на стоимость производства аккумуляторов.
В соответствии с международными правилами все батареи на основе лития должны быть оснащены BMS. Этой системе поручено контролировать состояние заряда батареи (SOC) и его состояния здоровья (SOH), защищая батарею от повреждений и продлевая срок службы за счет предотвращения переоценки или чрезмерного разгрузки.
Стоимость BMS зависит от функций, которые требуются клиентам в своих устройствах. Основные блоки BMS контролируют SOC, SOH и температуру. Расширенные подразделения могут включать балансировку батареи, часы в реальном времени, регистраторы данных и многое другое. Больше функций увеличивает затраты на BMS. Четкое понимание требований к мощности имеет важное значение для клиентов для определения соответствующего уровня функций, чтобы включить в BMS.
В процессе зарядки используются интегрированные цепи (ICS) в рамках зарядного устройства. Существуют различные типы ICS, такие как линейные зарядные устройства и зарядные устройства для переключения. Эти ICS не только заряжают батарею, но и обеспечивают защиту от перенапряжения и перегрузки.
Расходы, связанные с зарядными устройствами, зависят от того, предпочитают ли клиенты, чтобы зарядные устройства были включены в аккумулятор для немедленного использования или позволяют конечным пользователям выбирать свои собственные зарядные устройства. Выбор между пользовательскими и стандартными зарядными устройствами также влияет на стоимость, причем пользовательские зарядные устройства обычно являются более дорогими.
Индивидуальная батарейная система
Система аккумулятора состоит из корпуса аккумулятора и различных компонентов, включая жгуты проводов, реле, разъемы, программное обеспечение BMS и системы теплового управления для нагрева и охлаждения. Эти компоненты обеспечивают стабильный источник питания литийных батарей для различных устройств.
В то время как жгуты проводки, разъемы и BM являются стандартными компонентами, другие элементы адаптированы для удовлетворения конкретных потребностей различных приложений.
В процессе разработки пользовательской системы батареи добавление дополнительных компонентов будет пропорционально увеличить производственные затраты.
Также важно отметить, что замена определенных компонентов более дешевыми материалами (такими как реле) может повлиять на общую производительность и срок службы батареи. Клиенты должны рассмотреть баланс между проектированием и производственными затратами на систему аккумуляторов, ее производительность и качество.
В некоторых случаях выбор более качественной системы аккумулятора, несмотря на более высокие авансовые затраты, может привести к долгосрочной экономии из-за повышенной долговечности аккумулятора.
Тестирование и доставка
Производители лития аккумулятора Должен сертифицировать литийные аккумуляторы для безопасности перед транспортировкой.
Некоторые сертификаты, такие как CE, выполняются на месте; Другие требуют внешних лабораторий. Затраты варьируются от 500 до 30 000 долл. США, в зависимости от типа сертификации. Образцы необходимы как для разрушительных, так и для неразрушающих тестов.
Редизайн может потребоваться, если испытания не стержены, увеличение затрат, поскольку новые проекты также должны быть сертифицированы. Переключение производителей, даже с той же дизайном, может потребовать повторного тестирования и повторного сертификации. Клиенты должны всегда бюджет на тестирование на литиевую батарею, сертификацию и транспортные требования.
Заключение
В настоящее время проектные и производственные затраты на литиевые батареи выше, чем у других типов химических батарей.
Тем не менее, с текущими технологическими достижениями, производители активно работают над тем, чтобы сделать эти химические композиции более рентабельными, не ставя под угрозу мощность, которую они предоставляют для различных устройств.
Для тех, кто хочет настроить аккумуляторные пакеты и зарядные устройства, понимание точных потребностей в мощности их приложений имеет решающее значение. Предоставление производителям комплексной документации на этапе проектирования может привести к более экономичным решениям. Привлечение производителей с самого начала процесса проектирования также может помочь смягчить производственные проблемы и сократить отходы, что в конечном итоге приведет к более экономичным результатам.
