البطاريات الخالية من الكوبالت: لعبة مزدوجة لحماية البيئة واعتبارات التكلفة

في عصر صناعة مركبات الطاقة الجديدة المزدهرة (NEV) ، اكتسبت تكنولوجيا البطاريات ، باعتبارها القوة الدافعة الأساسية ، اهتمامًا كبيرًا مع كل ابتكار . بطاريات خالية من الكوبالت ، وهو اتجاه تكنولوجي ناشئ في السنوات الأخيرة ، يتم صيده حاليًا في لعبة مزدوجة من حماية البيئة واعتبارات التكلفة بشكل عميق ، تأثرت باحتفال تنمية التطوير بأكمله {2}

I . خلفية صعود البطاريات الخالية من الكوبالت

(أ) ندرة موارد الكوبالت وتقلبات الأسعار

الكوبالت هو مورد استراتيجي حاسم مع احتياطيات عالمية محدودة وتوزيع غير متساوي . وفقًا للبيانات ذات الصلة ، فإن ما يقرب من 70 ٪ من إمدادات الكوبالت العالمية يأتي من جمهورية الكونغو الديمقراطية ، وتوضيح للطبقة من المواد والمعدلات {}. ما يصل إلى 40 ٪ من تكلفة مواد الكاثود في البطاريات الثلاثية . مع النمو السريع في عدد NEVs ، ارتفع الطلب على الكوبالت ، في حين أن العرض يظل محدودًا نسبيًا ، مما يؤدي إلى ارتفاع أسعار الكوبالت المتقلبة والمتقلبة . PEAP . فرض تقلب الأسعار ضغوطًا كبيرة في التكلفة على الشركات المصنعة للبطاريات وشركات NEV ، مما دفعهم إلى البحث عن حلول بديلة ، مما أدى إلى ظهور بطاريات خالية من الكوبالت .

(ب) القضايا البيئية والاجتماعية

إن عملية تعدين الكوبالت محفوفة بالمشاكل البيئية والاجتماعية العديدة . ما يقرب من ثلثي الكوبالت في العالم يتم تعدين المخاطر . يحتوي الكوبالت على الزرنيخ ، وهو مادة مسرطنة من الفئة 1 التي حددتها الوكالة الدولية للبحوث حول سرطان منظمة الصحة العالمية ، ومركبها ، ثالث أكسيد الزرنيخ ، هو الزرنيخ الذي نشير إليه غالبًا في العصر القديم .. Health . بالإضافة إلى ذلك ، قد يؤدي تعدين الكوبالت أيضًا إلى قيام عوامل بعدم الاستقرار الاجتماعية المحلية ، مثل مسائل الموارد وقضايا حقوق العمل . لذلك ، من وجهات نظر حماية البيئة والمسؤولية الاجتماعية ، وأصبح تقليل الاعتماد على الكوبالت اتجاهًا لا مفر منه في تنمية الصناعة .

II . المبادئ التقنية وأنواع البطاريات الخالية من الكوبالت

(أ) المبادئ الفنية

البطاريات الخالية من الكوبالت لا تعني أنها خالية تمامًا من الكوبالت . بدلاً من ذلك ، فهي تقلل أو تزيل عناصر الكوبالت في مواد الكاثود من البطاريات من خلال الوسائل التكنولوجية . الكوبالت تستقر بشكل أساسي على هيكل المواد المتبادلة ، وتبني عملية تموات التبني المتبادلة. النهج . على سبيل المثال ، عن طريق تعاطي العناصر المحددة التي لا تحتوي على أي تدورات الإلكترونية غير المقيدة ، يتم إضعاف ظاهرة الإلكترون superexchang السلامة .

(ب) الأنواع الرئيسية

بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP): بطاريات LFP تكون بطبيعتها خالية من الكوبالت وتوفر مزايا مثل السلامة العالية والتكلفة المنخفضة . Tesla في "مفاوضات متعمقة" مع Catl لاستخدام بطاريات خالية من الكوبالت في بعض منتجاتها. تحد بطاريات LFP تطبيقها في بعض قطاعات مركبات الركاب الراقية إلى حد ما .

بطاريات النيكل المانغانية خالية من الكوبالت: بطارية Svolt's NMX الخالية من الكوبالت هي نوع من البطارية الخالية من الكوبالت النيكل-المنجاني . فهي تزيد من نسبة النيكل بعد إزالة الكوبالت ثم يتم زيادة الكثافة في الطاقة. أي ما يعادل NCM811 مع تقليل تكاليف المواد بنسبة 5 ٪ -15} وخفض تكلفة خلية البطارية في المقابل بحوالي 5 ٪ ، دون أن تتأثر بالموارد الاستراتيجية .

III . مزايا التكلفة للبطاريات الخالية من الكوبالت

(أ) تخفيض تكاليف المواد الخام

الكوبالت هي واحدة من أغلى العناصر في مواد الكاثود من البطاريات الثلاثية . تمثل مواد كاثود الفوسفات أقل من 15 ٪ من إجمالي تكلفة البطارية . من Cinda Securities تُظهر أن التكلفة الإجمالية لكل كيلو واط ساعة من بطاريات Ternary NCM523 هي 724 . 91 Yuan ، والتي ترتفع بنسبة 18.4 ٪ من بطاريات LFP في 612.4 Yuan.

(ب) الترويج لخفض أسعار البطارية

ستؤدي تخفيضات التكاليف إلى انخفاض أسعار البطارية بشكل مباشر ، وبالتالي ، تخفض تكاليف المركبات الإجمالية لـ NEVS . أخذ تسلا كمثال ، تمثل تكاليف البطارية 30 ٪ -40 ٪ من إجمالي تكلفة السيارة . Tesla Model 3. هذا ذو أهمية كبيرة لتعزيز القدرة التنافسية في السوق لـ NEVS وتعزيز تعمياتهم .

IV . التحديات البيئية التي تواجهها بطاريات خالية من الكوبالت

(أ) قضايا استقرار الأداء

يلعب الكوبالت دورًا مهمًا في تثبيت بنية مواد البطارية . بعد إزالة الكوبالت ، قد يتأثر استقرار الأداء للبطاريات . حاليًا ، لا تزال بعض البطاريات الخالية من الكوبالت تواجه بعض المشكلات في الأداء والبطاريات التي تتراوح من حيث lifest و {. على سبيل المثال ، بعض البطاريات التجريبية. بالإضافة إلى ذلك ، بعد إزالة الكوبالت من البطاريات عالية النيكل ، يصبح الاستقرار الحراري للكاثود أسوأ ، مما يجعلها عرضة للغاية للهروب الحراري . عند تعرضها لدرجات حرارة عالية أو آثار خارجية ، فمن الأرجح أن تثير الانفجارات والحرائق {{}}

(ب) استبدال الموارد وقضايا إعادة التدوير

على الرغم من أن البطاريات الخالية من الكوبالت تقلل من الاعتماد على الكوبالت ، إلا أنها قد تزيد من الطلب على الموارد الأخرى . على سبيل المثال ، قد تؤدي الزيادة في نسبة النيكل في نظام النيكل المانجاني إلى بطاريات خالية من الكوبالت إلى زيادة الضغط على موارد النيكل. يمثل كيفية إعادة التدوير بشكل فعال والتخلص من البطاريات الخالية من الكوبالت بشكل فعال والتخلص من البطاريات الخالية من الكوبالت لتجنب التلوث البيئي الثانوي تحديًا كبيرًا يواجه الصناعة .

v . آفاق التطوير والتدابير المضادة للبطاريات الخالية من الكوبالت

(أ) آفاق التنمية

على الرغم من التحديات العديدة ، لا تزال البطاريات الخالية من الكوبالت لديها آفاق تطوير عريضة على المدى الطويل . مع تقدم تكنولوجي مستمر ، ومن المتوقع أن يتم تحسين استقرار الأداء وسلامة البطاريات الخالية من الكوبالت ، وتستمر التكاليف في زيادة هذا ، وتستمر التكاليف في التهم ، وتستمر في التجربة المتجان لتصبح واحدة من التقنيات الرئيسية لبطاريات الطاقة في المستقبل .

(ب) التدابير المضادة

تعزيز البحوث التكنولوجية والتنمية: يجب أن تزيد المؤسسات والمؤسسات البحثية من استثماراتها في البحث وتطوير تقنيات البطاريات الخالية من الكوبالت ، واستكشاف أنظمة المواد الجديدة وتقنيات العمليات المستمرة لتحسين استقرار الأداء وسلامة البطاريات . على سبيل المثال ، من خلال تحسين أنواع ونسب تعاطي المنشطات ، والاستقرار الحراري والحياة المركبة يمكن أن تكون محسنة.}

تحسين نظام أمان الموارد: إنشاء قنوات توريد الموارد المتنوعة لتقليل الاعتماد على مورد واحد . في نفس الوقت ، تعزيز استكشاف وتطوير الموارد البديلة مثل النيكل لتعزيز قدرات أمان الموارد . بالإضافة إلى ذلك ، يجب بذل الجهود لتعزيز عملية إعادة التدوير واستخدام البطاريات التي تم إنشاؤها وإنشاء نظام إعادة تدوير شامل.

تعزيز توجيه السياسة: يجب على الحكومة تقديم سياسات ذات صلة لتشجيع ودعم البحث والتطوير وتطبيق البطاريات الخالية من الكوبالت . على سبيل المثال ، وتوفير إعانات بحثية ، وحوافز ضريبية ، وغيرها من السياسات لدعم تعزيز ترويج ترتيب التسويق الخالي من الكوبالت ، وتلغي ترتيب التسويق ، وتلغي مُلاحظة التسويق ، وتلغي مُلاحظة التسويق. الموارد .

تواجه البطاريات الخالية من الكوبالت ، باعتبارها اتجاهًا مهمًا للتطوير في تقنية بطارية NEV ، حاليًا كل من التحديات والفرص في اللعبة المزدوجة لحماية البيئة واعتبارات التكلفة . من خلال تدابير مثل تعزيز البحث التكنولوجي ، وتحسين نظام أمن الموارد ، وتوجيه تعزيز السياسة الصناعة .