최근 발표 된 Nature 지의 기사에서 "Tenyearslefttoredesignlithium-ionbatteries"라는 제목의 기사는 리튬 이온 배터리 성능과 가격의 진화가 느려지고 있다고 지적했습니다. 풍부한 철, 구리 및 기타 재료를 기반으로 한 전극 재료에 대한 연구를 증가시키지 않으면 전기 자동차의 대규모 개발이 제한 될 것입니다.
전기 자동차는 강력하고 가볍고 저렴한 배터리가 필요합니다. 가장 좋은 선택은 상업용 리튬 이온 배터리입니다. 배터리는 비교적 작고 안정적이지만 널리 사용하기에는 너무 부피가 크고 비쌉니다.
스물 세는 리튬 이온 배터리의 성능은 꾸준히 증가하고있다. 배터리 팩에 저장된 에너지의 용량 크기보다 배가된다 리터에 200 와트 내지 (ㅁ 1) 700w (ㅁ 1 증가 ). 킬로와트 - 시간 당 약 $ 150 하락, 30 시간을 비용,하지만 여전히 전기 자동차에 대한 미국 에너지 부 (50 ~ 100 킬로와트)에 의해 설정 경제성 목표의 달러 당 높은 100 킬로와트 - 시간입니다 배터리는 충분히 강하지 만 여전히 무게는 약 600kg이며 500 리터의 공간을 차지합니다.
전통적인 기술은 근본적인 한계에 도달로, 기술 진보의 속도는 현저하게 가격을 감소하지 않습니다 이론적 인 최대 예상 시장 성장에 가까운 저장 될 수있는 전극 재료의 갭 결정 구조의 충전량을 둔화 - 시장이 좋았어요 .
연구자들은 코발트, 니켈 및 기타 희귀 금속 대체 물질이 희소성이 가격 상승으로 전기 자동차 배터리에 대한 수요 증가를 충족시키기 위해 가능한 한 빨리 발견되어야한다고 경고했다. 지난 2 년 동안 코발트, 니켈 및 기타 희귀 금속 금속 가격은 킬로그램 당 22 달러에서 킬로그램 당 81 달러로 4 배가된다. 과학자들과 기술자들은 철과 구리 같은 값싼 일반 금속을 개발할 것을 촉구한다. 제조업체들이 모서리를 자르고 환경 및 안전 규정을 위반하기 때문이다. 잠재적 대안.
연구자들은 리튬 이온 배터리가 두 전극 사이에서 리튬 이온을 이동시킴으로써 작동한다고 말하면서, 애노드에서 캐소드로의 이온 방전 전류는 자동차에 전력을 공급하며, 배터리가 충전되면 리튬 이온이 리플 로우된다.
오늘날의 전기 자동차 용 상용 배터리에서 리튬 이온은 전극을 구성하는 결정 (이 결정을 인터 칼 레이션 전극이라 부름)의 작은 공극에 보유되어 있습니다. 애노드는 일반적으로 흑연으로 만들어지고 음극은 금속 산화물로 만들어집니다. 전극에 사용되는 재료, 특히 코발트 및 니켈과 같은 희귀 금속은 희귀하고 값 비쌉니다.
우리의 의견으로는 가장 유망한 대안은 구리, 철, 불화물 및 실리콘이 리튬 이온과 반응하는 전극에서 변환 물질을 사용하는 것입니다. 변환 캐소드의 전이 금속은 표준 음극보다 6 배 많은 리튬 원자를 담을 수 있습니다. 이 물질은 더 많이 팽창하고 더 많은 리튬 원자를 보유 할 수 있습니다.
변화가없는 경우, 수요가 20 년 생산을 초과 할 것이다. 우리는 코발트 가격이 2030 년 증가 할 것으로 예상, 니켈 가격은 2037 또는 그 이전에 일어날 것이다.
자동차 제조업체와 정부가 모든 차량 배터리가 코발트, 2025의 10kg을 필요로하는 경우 2025 년, 년 10000000-20000000 전기 자동차를 생산할 것으로 예측은, 전기 자동차는 연간 코발트 10 ~ 20 만 톤이 필요합니다 - -이, 마찬가지로 가장 최근의 세계 생산이다는 트럭, 버스, 비행기와 선박이 배터리 전원으로 전환하는 금속 사용 오늘, 당신이 필요로하는보다 20-40 %를 차지, 연간 니켈의 40-80t이 필요합니다. 더 많은 전기.
2050 년까지 연간 5 천만 ~ 8 천만대의 전기 자동차 생산을 위해서는 50 만에서 80 만톤의 코발트가 필요하며 2030 년까지 현재의 광산 용량을 훨씬 초과하게 될 것이며, 2050 년까지 니켈 수요는 2 ~ 3 배 증가 1930 년대 중반까지 니켈 부족 현상이 분명해질 것입니다.
납 축전지 (5) 20 년 - - 정유사의 3 배 7 년 수명이 특히 가격 인상의 경우, 채굴 광석의 품질이 좋지 수 있습니다 재활용 소모품 (15)의 리튬 이온 배터리 수명을 보충 할 수 없다. 하지만, 높은 처리 비용이 가격을 밀어 넣습니다. 공급이 정점되면, 우리는 전기 자동차 배터리의 가격이 이상의 $ 1,000 상승 할 수 있다고 추정하고있다. 적은 금속 음극을 사용하는 경우, '코발트 피크는'몇 년 지연 될 수 있습니다. 그러나보다 적은 코발트를 사용하는 음극 재료가 개발 중에 있으며 더 빨리 분해되고 더 자주 교체해야합니다.
