перезаряжаемый ион лития (Ли-ион) Батареи были впервые разработаны как коммерческий продукт Sony В 1991 году для решения конкретной проблемы с Компания видео камеры. Типичная видеокамера того времени развивалась от профессионального зверя, который сидел на Видеографа плечо к что-то что мог бы вписывается в ладонь руки, но никелевые кадмиевые батареи, которые были доступны, были настолько большими, настолько большие, что устройства были неприглядно и трудно удержание Выпуклость благодаря громоздкой батареи пакет.

Sony Нужна батарея, которая удерживала достаточно энергии для запуска камеры, но была достаточно маленькой, чтобы соответствовать камеру. Срок службы батареи не был Все, что важно, как несколько видеокамер дня были использованы для более чем 100 часов на год, и они были заряжены в среднем, меньше чем десять раз во время что Период.

Итак, Sony обратился к единственной химии батареи, которая предложила необходимую плотность энергии и форм фактор: Литий Ион. Очень первая литий-ионная батарея была создана в Exxon Лаборатория доктора. Стэнли Уиттингем и его команда. доктор Джон Гудунуо, Электрохемист В Университете Техаса усовершенствовали химические данные, чтобы заложить основу для современного катода лития Cobalt (который по-прежнему используется практически почти в каждом потребительском электронном и энергетическом аккумуляторе Тогда Sony Создан первой массовой изготовленной литий-ионной батареей для решения своей видеокамеры Проблема.

вскоре после этого литий-ионные батареи начали делать то, что они бы делать в нескольких других секторах с Тогда: заменить действующий химии. К середине 1990-х годов почти все камеры с аккумуляторными батареями использовали литий ион. Они Затем взял на себя батарею для ноутбука и - вскоре после этого - Носцентный мобильный телефон рынок. Тот же трюк бы Быть повторяться в планшетных компьютерах, электроинструментах и ​​портативных вычислениях Устройства.

Сегодня Ли-ион Батареи на грани их Наибольшее нарушение рынка Еще: энергия сектор. Мы входят в возраст Где Ли-ион Батареи станут неотъемлемой частью как электрической сетки, так и автомобильной промышленности. Это уже происходит в нишевых приложениях и скоро перейдет на массовый рынок как хорошо. Когда Это делает Li-Ion Промышленность преобразует от относительно несовершеннолетнего игрока, сосредоточенного в потребительской электронике, стать основой мировой экономики.

Это Точка перегиба основана на производителях, достигающих критических целей в трех разных, но переплетенных Технические характеристики: Долговечность, безопасность и, главное, Стоимость. Традиционно производитель аккумулятора мог бы изменить ингредиенты или процесс изготовления, чтобы улучшить один из тех Технические характеристики - Но теперь отрасль достигла уровня сложности где Все три улучшаются одновременно.

Требование долговечности отличается от того, что он был Когда Sony сделал первые батареи для видео камеры. чтобы проникнутьСекторы электричества и транспорта, аккумулятор должен потерять 20 процентов или меньше его вместимости после 10 лет постоянного использования. Обычные катоды лития кобальта в промышленности бытовой электроники. способен делать это. И они не надо быть Когда они были введены в телефоны и компьютеры, которые не были. ожидается длиться больше чем Три лет. Автомобили и электрические подстанции, однако, требуют гораздо более длительного времени рабочего времени Рамки. Это Почему новые варианты катода лития кобальта, такие как никель кобальт алюминиевый (NCA) И никель марганский кобальт (NMC) используются в энергетических системах и в электромобилях, таких как модель Tesla S. в то время как эти батареи все еще содержат кобальт (обычно самый дорогой химический вход в батарею), Они Обещайте гораздо более длительный срок службы (число лет. Батарея будет длиться независимо от использования шаблон) и цикл жизни (число количество заряд / разряд циклы батарея может выдержать, прежде чем она имеет значительную градусную деградацию). Другие новые катодные химии, такие как литий-марганец, шпинель (LMO) и литий железо фосфат (LFP), многое дольше жил чем их потребительский электронный предшественники.

Вопрос о безопасности также является решающим для батарей, чтобы стать более широко используемыми для энергии Приложения. любая форма хранения энергии, Горящий аккумулятор или горючий бензин имеет присущую безопасность Риск. Аккумуляторы должны достичь особенно высоких уровней смягчения последствий риска до того, как у массовых потребителей комфортно с владельцы мобильных телефонов комфортно с рисками безопасности аккумуляторной батареи для бензины ионов (который, по правде говоря минимальный) потому что Катастрофическая неудача уйдет, в худшем случае, неприятное ожоговое Марк. Чистый объем батарей, необходимых в EVS (например, Tesla Roadster, например, больше чем 8 000 отдельных ячеек в этом) и электрические сетки, хотя, означает, что последствия в случае катастрофического провала бы Будьте много Graver. даже относительно безвреден "дым условия, такие как короткое замыкание батарей на Boeing 787 Dreamliner Прототипы, могут быть кошмары по связям с общественностью, которые могут стоить компании миллиарды долларов в потерянные продажи. Таким образом, техника безопасности - это решающее значение. И К счастью, новое поколение Chemistries зависит от этого Задача: Если вы забите гвоздь в LFP Аккумулятор, например, единственное негативное последствие, которое вы получаете, это мертвый аккумулятор.

Самый большой ограничивающий фактор в литий-ионных батареях за последние несколько лет был цена. В 2009 году Навигант Исследования оценили, что новые LFP или LMO Батареи, приобретенные в объеме, вероятно, стоят около 1200 долларов за киловатт-час (кВтч). сегодня эта цена упала на около 500 долларов за кВтч. Это связано с тремя взаимосвязанными явлениями: Производственные масштабы, производственная эффективность и цепочка поставок зрелость.

Внезапное увеличение масштаба изготовления на следующее поколение Ли-ион Батареи были очень поможены экономическим кризисом 2007 до 2010. Программы государственных финансирования в Китае, Южной Корее, Японии и Соединенных Штатах предоставили огромные субсидии построить новые аккумуляторные заводы в страны. Все сказали, сейчас больше чем 50 Gigawatt-часы Изготовление аккумулятора по всему миру, больше чем трижды 2007 уровень.

Фабрики, сами по себе, не не построить что-нибудь. Для их Чтобы эффективно функционировать, линии и менеджеры должны быть в состоянии научиться производить высококачественные предметы быстро и чисто, чтобы заработать деньги на создании вещи. Что Процесс обучения продолжается больше чем Два десятилетия в результате батареи потребительской электроники, а также итерационный процесс повышения эффективности производства привел к чрезвычайно дешевым ценам на те батареи. пять лет назад, батарею для ноутбука стоит больше чем 1000 долларов за кВтч Когда заказано в Масштаб. Сегодня эта цена ближе к $ 250 за кВтч.

То же самое повышение эффективности происходит за последние 3 года на фабриках, создающих новые версии Li-Ion батареи. как производство доходности увеличивается и отходы уменьшаются, эти Батареи будут еще дешевле в сделать.

Третья нога стула снижения затрат для продвинутых Ли-ион Батареи - это развитие зрелого снабжения цепь. Различные растворители, химические предшественники (такие в виде карбоната лития) и другие компоненты (металл корпуса, пластиковые сепараторы, медные провода, алюминиевые анодные пластины, и т. Д.) были специализированные пакетные обрабатываются заказы на пять лет назад. Сегодня они Становятся объемными товарами, которые производятся дешевле в непрерывных процессах. Кроме того, транспортные каналы, которые получают эти поставки в аккумуляторные фабрики хорошо определены и логистически простой. Поскольку эта цепочка поставок продолжается, батареи получат даже дешевле.

Итак, Как Недорогая можно эти батареи получить? По словам навигант исследовательский отчет, Новые аккумуляторные технологии, Большой формат Ли-ион Батареи, сделанные из более нового поколения химических сил, будут снижаться со всего $ 500 за кВтч Сегодня вокруг $ 300 за кВтч в 2015. В этот момент кривая цен должна Следуйте за хорошо изношенным путем бытовой электроники Ли-ион Цена аккумулятора Снижение. К тому времени, когда две отрасли равны по размеру, более новые химии будут еще менее дорогостоящими, потому что из их более крупные форматы (A большая батарея означает менее активный материал для данного хранения энергии Емкость) и отсутствие кобальта как материальный ввод в более новерее Ли-ион химисты. Кобальт - это не только намного дороже чем любой другой химический вход, но это также часто происходит от конфликтные рубцы Регионы Африка. Устранение потребности кобальта резко снизит батарею цена.

К 2020 году Навигант Исследования ожидают, что цены на батареи будут ниже $ 200 за кВтч. В этот момент EVS будет нести только небольшую премию их бензиновые аналоги, а также батарея Хранение энергии будет почти как недорого, так как выработка природного газа в keyer растение. Когда те достигаются вехи, рынок аккумулятора будет стоить больше чем $ 75 миллиард в годовом доходе (поскольку против около 12 миллиардов долларов сегодня).

Но точка перегиба к драматическому росту произойдет намного раньше чем 2020. На самом деле, это уже происходит сегодня. Аккумуляторы могут предоставлять вспомогательные услуги для сетки электроэнергии сегодня таким образом, чтобы разделить бизнес в эксплуатации крупномасштабных батарейных батарей, может быть прибыльным. Самая большая деньги для денег Приложение сегодня является регулированием частоты, вспомогательная служба для рынков питания, которые используются микро-импульсы энергии для поддержания правильной частоты тока на сетку. По словам навигант исследовательский отчет, Системы хранения энергии для вспомогательных услуг, больше чем 100 МВт батарейки будут установлены в Соединенных Штатах в 2013 для частоты регулирования, который будет больше чем Удваивайте установленную батарею батареи сетки в этом Страна.

Между тем, в транспортном секторе, тем временем, модель Tesla S (которая работает исключительно по Li-Ion Батареи) уже превосходят свои более традиционные роскошные соперники, такие как Audi A8 и Mercedes е класс. Если Tesla достигает своей цели в размере 50 000 годовых продаж модели S в 2015 году, одна модель модель будет учитывать больше емкости аккумулятора Все батареи в новых ноутбуках, таблетках и мобильных телефонах продаются в этом году объединены.