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Überblick über die Lithiumbatterieindustrie 2022 Lithium wird zur am schnellsten wachsenden kommerziellen Sekundärbatterie September 22, 2022

1. Gründe für die rasante Entwicklung von Lithiumbatterien

Da sich die meisten Länder Ziele für das Erreichen des CO2-Peaks und die CO2-Neutralität setzen, besteht ein breiter Konsens, neue Energiequellen zu entwickeln, um kohlenstoffbasierte fossile Energie zu ersetzen. Chemische Batterien sind eine effektive Ergänzung zu neuen Energiequellen wie Solar- und Windenergie und bilden auch das Herzstück emissionsfreier Fahrzeuge, und die Länder verpflichten sich, chemische Batterien mit hoher Effizienz, Sicherheit, hoher Kapazität und langer Lebensdauer zu entwickeln. Sekundärbatterien und Brennstoffzellen werden unter den chemischen Batterien aufgrund ihrer Wiederverwendbarkeit intensiv erforscht, aber Sekundärbatterien werden aufgrund ihrer kombinierten Vorteile der Wiederverwendbarkeit, der einfachen Entwicklung und der Massenproduktion weit verbreitet verwendet.

 

Lithiumbatterien sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte pro Masseneinheit und Energiedichte pro Volumeneinheit die in den letzten Jahren am schnellsten wachsenden kommerziellen Sekundärbatterien (unter den gleichen Energiespeicherbedingungen sind Lithiumbatterien leichter und kleiner als Blei-Säure-Batterien ) sowie ihre hohe Ausgangsspannung, geringe Selbstentladung, hohe Zyklenlebensdauer und schnelle Wiederaufladbarkeit. Lithium-Batterien werden hauptsächlich in Lithium-Ionen- und Lithium-Solid-State-Batterien unterteilt. Da Lithium-Ionen-Batterien in Bezug auf Herstellungsprozess und kommerzielle Nutzung ausgereifter sind, werden Lithium-Ionen-Batterien derzeit in großem Umfang eingesetzt. Lithium-Festkörperbatterien haben jedoch eine höhere Energiedichte pro Masseneinheit und Energiedichte pro Volumeneinheit und könnten in Zukunft eine weitere Richtung für die kommerzielle Nutzung von Lithiumbatterien im großen Maßstab werden.

 

2. Einführung in die Industriekette für Lithium-Ionen-Batterien

Die vorgelagerten Unternehmen in der Industriekette der Lithium-Ionen-Batterien sind hauptsächlich Rohstoffhersteller. Zu den Rohstoffen für Lithium-Ionen-Batterien gehören hauptsächlich: Kathodenmaterialien, Anodenmaterialien, Diaphragma und Elektrolyt. Anodenmaterialien umfassen hauptsächlich Lithiummanganat, Lithiumcobaltat, Lithiumeisenphosphat und Lithiumcobalt-Nickel-Manganat (d. h. hochnickelhaltiges) ternäres Lithium. Negative Elektrodenmaterialien umfassen Kohlenstoffelektroden (Graphit wird am häufigsten verwendet), negative Elektroden auf Titanbasis, Zinnlegierungen und Materialien auf Siliziumbasis. Diaphragmamaterialien sind hauptsächlich mikroporöse Polyolefinmembranen aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) usw. Der Elektrolyt ist im Allgemeinen eine Lösung, die durch Auflösen des Elektrolytsalzes in wasserfreien organischen Lösungsmitteln erhalten wird. Die Hauptelektrolytsalze sind Lithiumhexafluorphosphat (LiPF6) (das am weitesten verbreitete), LiFSI usw. Die Lösungsmittel sind Ethylencarbonat (EC), Dimethylcarbonat (DMC) usw., und Additive werden in Kombination und Co-Lösung verwendet.

 

Die Midstream-Unternehmen in der Industriekette für Lithium-Ionen-Batterien sind Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien, die hauptsächlich Rohstoffe kombinieren, um Lithium-Ionen-Batteriezellen unterschiedlicher Größe und Kapazität herzustellen. Der Produktionsprozess (z. B. zylindrische Zellen, quadratische Zellen sind ähnlich): Die positiven Materialien (z. B. Lithium-Kobalt-Nickel-Manganat) werden mit Leitmitteln und Klebstoffen gemischt und auf Aluminiumfolie aufgetragen, die negativen Materialien (z. B. Graphit) werden mit gemischt Leitmitteln und Klebstoffen, auf Kupferfolie aufgetragen und dann zum Entfernen von Feuchtigkeit eingebrannt. Die positiven und negativen Kabelschuhe werden mit den Aluminium- bzw. Kupferfolien verbunden, Elektrolyt wird eingespritzt und Kappen werden geschweißt, um die Zellen (dh eine Batterie) zu bilden. Die Zellen werden in Reihe und parallel geschaltet (Verbindungen aus reinem Nickel werden beim Verbindungsprozess verwendet), um Lithium-Batteriepacks und -batterien zu bilden, die an nachgelagerte Endkunden verkauft werden.

 

Litium-Ionen-Batterie Downstream: ① Unterhaltungselektronik, Mobiltelefone, Laptops und andere elektronische Produkte; ② Kraftfeld, Elektrofahrzeuge und S-Bahn-Lokomotiven, etc.; ③ Energiespeicherbereich, für Photovoltaik-, Windkraft- und andere Kraftwerke, die Energiespeichergeräte unterstützen, Layout mit langer Lebensdauer, niedrige Kosten, können Smart-Grid-Energiespeicherlösungen bieten, um die Stabilität, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Stromsystems zu verbessern. Schließlich das Recycling von Lithium-Batterien: Nickel, Kobalt, Mangan, Lithium und andere wertvolle Metalle in gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien werden recycelt und in den oberen Bereich der Lithium-Ionen-Batterie-Industriekette zurückgeführt.

 

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