مع التطور السريع في تكنولوجيا الطاقة الجديدة للسيارات وتخزين الطاقةفي عام 2025 ، البطارية ، باعتبارها جوهر تخزين الطاقة وتحويل الجهاز ، ويعرض نمط التنمية التي تتعايش مع التكنولوجيا المتنوعة الطريق ، والتنمية التعاونية . من التقليدية بطارية ليثيوم أيون بطارية أيون الصوديوم الجديدة ، من الحالة الصلبة إلى خلية وقود الهيدروجين ، تكنولوجيا البطاريات المختلفة تعتمد على كل ميزة فريدة من نوعها في الأداء ، وجدت مناسبة لأنّ السوق الخاصة بهم في تطبيق مختلف السيناريوهات .

تعميم تكنولوجيا البطاريات

1 . بطارية ليثيوم أيون

بطارية ليثيوم أيون هو التيار الرئيسي في مجال الطاقة الجديدة للسيارات .أكثر من 90% حصة . اعتمادا على المواد الكاثود ، بطاريات ليثيوم أيون يمكن تقسيمها إلى الفئات التالية :

( 1 ) بطاريات ليثيوم ثلاثية

بطارية ليثيوم أيون المواد الكاثودالنيكل والكوبالت منغنات الليثيومفائدة نموذج لديها مزايا كثافة الطاقة العالية ، معتدلة دورة الحياة ، وانخفاض درجة الحرارة ممتازة الأداء .اختيارالبطارية .

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة : كثافة الطاقة مونومر200-300Wh/kg， إدراج كثافة الطاقة 160-200wh / كغ

لدورة الحياة : يمكن الوصول إليهادورة

لدرجة الحرارة التكيف :يمكن الحفاظ على حوالي 70 ٪ من القدرات

لالسلامة : الحرارة خارج نطاق السيطرة درجة الحرارة حوالي250-350 ℃ تتطلب إدارة صارمة من نظام إدارة المباني

لالتكلفة : حوالي 50 ٪ أعلى من بطارية ليثيوم الحديد الفوسفات10-20%

سيناريوهات التطبيقس

لسيارات الركاب عالية : مثل تسلاModel 3、 weilai ES6 ، مثالية ل سلسلة ، الخ .

لالسيارات الكهربائية في المناطق الباردة في شمال الصين : الأداء الممتاز في درجات الحرارة المنخفضة

لبي واي دي ، بي واي ديdm-i سلسلة

( 2 ) بطارية ليثيوم فوسفات الحديد

بطارية ليثيوم الحديد الفوسفاتممتازو دورة حياة طويلة ، وتحتل مكانة رائدة في سوق السيارات الكهربائية المنخفضة والمتوسطة نهاية .

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة : كثافة الطاقة مونومر150-160Wh/kg， شفرة البطارية التكنولوجيا يمكن أن تصل إلى أكثر من 160wh / كغ

لدورة الحياة : يمكن الوصول إليهاأكثر من 3000 مرة ، أعلى بكثير من بطارية ليثيوم ثلاثية

لالسلامة : الحرارة خارج نطاق السيطرة على درجة الحرارة أكثر من500 ℃ ، ثقب ، دائرة كهربائية قصيرة ، وما إلى ذلك في ظل ظروف من الصعب حرق أو انفجار

لأداء درجة حرارة منخفضة :القدرة على تخفيف حوالي 60 ٪ في - 10 ℃ أكثر وضوحا في - 20 ℃ . . . . . . .

لالتكلفة : حوالي أقل من بطارية ليثيوم ثلاثية20%

سيناريوهات التطبيقس

لمتوسطة ومنخفضة نهاية سيارات الركاب : مثل بي واي دي تشين تانغ ، دولفين ، الخ .

لالسيارات الكهربائية في جنوب منطقة درجة حرارة عالية : بسبب ارتفاع درجة الحرارة الاستقرار

لمجال تخزين الطاقة : قطع الذروة ، وملء وادي ، وإمدادات الطاقة الاحتياطية ، الخ .

لالسفن وآلات البناء : فترة طويلة استخدام السيناريوهات

( 3 ) بطاريات الليثيوم منغنات

منغنات بطارية ليثيوم منخفضة التكلفة ، وسلامة جيدة ، ولكن الأداء في درجة حرارة عالية ، دورة حياة قصيرة نسبيا ، وتستخدم أساسا في نهاية منخفضة من السيارات الكهربائية و تخزين الطاقة الخاصة المشهد .

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة110-130Wh / كجم

لدورة الحياة : حوالي1000-1500 مرة

لأداء درجة حرارة منخفضة :يمكن الحفاظ على قدرة التفريغ العادي

لارتفاع في درجة الحرارة الأداء : في بيئة درجة حرارة عالية من السهل أن تحدث التشوهات الهيكلية والقدرة على التوهين

لالتكلفة : بالقرب من بطارية الرصاص الحمضية ، ولكن أعلى من بطارية ليثيوم الحديد الفوسفات

سيناريوهات التطبيقس

لنهاية منخفضة من السيارات الكهربائية ، مثل أوائل نيسانبطارية ليثيوم المنغنيز 24kwh لتحقيق 200 كم عمر

لمعدات تخزين الطاقة : مثل بعض أنظمة تخزين الطاقة المنزلية

2 - بطاريات النيكل والهيدروجين

ني متولى حسن البطارية هو نظام البطارية المستخدمة في السيارات الكهربائية الهجينة التي تم التحقق منها تجاريا على نطاق واسع .

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة70-100Wh / كجم

لدورة الحياة : حوالي500-1000 مرة

لالسلامة : سلامة عالية ، لا خطر الانفجار

لتأثير الذاكرة : هناك تأثير الذاكرة ، تحتاج إلى إدارة الشحن الخاصة

لالتكلفة : حوالي أعلى من بطارية ليثيوم30%

سيناريوهات التطبيقس

لالسيارات الهجينة مثل تويوتا بريوس وفوردEscape、 شيفروليهماليبوالخ .

لفي وقت مبكر من السيارات الكهربائية مثل تشانجان ، شيريا

غيرها من تقنيات تخزين البطارية

1 . بطاريات الرصاص الحمضية

بطارية الرصاص الحمضيةتقليديعلى الرغم من انخفاض كثافة الطاقة وضعف حماية البيئة ، فإنه لا يزال يستخدم في مجال معين .

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة30-50Wh / كجم

لدورة الحياة : حوالي300-500 مرة

لالتكلفة : منخفضة التكلفة ، حوالي0.3-0.5 يوان / WH

لالسلامة : آمنة نسبيا ، ولكن المنحل بالكهرباء للتآكل

لحماية البيئة : يؤدي التلوث مشكلة خطيرة ، من الصعب استرداد

سيناريوهات التطبيقس

لانخفاض سرعة السيارات الكهربائية : مثل الدراجات الكهربائية ، الدراجات القديمة ، الخ .

لالسيارات التقليدية نظام بدء التشغيل : لا تزال تستخدم في وقود السيارات بدءا من البطارية

لإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ : جزء من نظام الطاقة الاحتياطية

2 . الصوديوم الكبريت البطارية

الصوديوم الكبريت البطارية هو نوع من ارتفاع في درجة الحرارة البطارية الثانوية باستخدام الصلبة المنحل بالكهرباء .

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة : القيمة النظرية760Wh/kg， بالفعل أكثر من 150wh / كغ

لدورة الحياة : يمكن الوصول إليهاأكثر من 15 ، 000 مرة

لدرجة حرارة التشغيل : يجب الحفاظ علىارتفاع درجة حرارة البيئة

لالسلامة : مخاطر السلامة موجودة في درجة حرارة عالية ، تحتاج إلى حماية خاصة

لالتكلفة : تكلفة رأس المال180-500 / كيلوواط ( حوالي 1200-3500 يوان / كيلوواط ) ، أعلى من بطارية ليثيوم الحديد الفوسفات

سيناريوهات التطبيقس

لتخزين الطاقة على مستوى الشبكة : ذروة قطع وملء وادي ، وإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ

لالصناعية إمدادات الطاقة الاحتياطية : موثوقية عالية شرط السيناريو

لربط شبكة الطاقة المتجددة : حل مشكلة عدم الاستقرار في توليد الطاقة الشمسية

3 . تدفق البطارية

فائدة نموذج يتعلق تدفق السائل البطارية ، والتي هي مناسبة على نطاق واسع جهاز تخزين الطاقة الثابتة .بروميد الزنك تدفق البطاريةالخ .

( 1 ) جميع الفاناديوم تدفق البطارية

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة : تقريبا50-100Wh/kg， القيمة النظرية أعلى

لدورة الحياة : يمكن الوصول إليهاأكثر من 15 ، 000 مرة

لمناسبة المشهد : مناسبة لتخزين الطاقة على المدى الطويل )≥4 ساعة)

لالسلامة : السلامة الذاتية ، لا خطر الاحتراق والانفجار

لالتكلفة : ارتفاع الاستثمار الأولي ، ولكن انخفاض تكلفة الاستخدام على المدى الطويل

سيناريوهات التطبيقس

لتضمين التردد و ذروة قطع ملء وادي شبكة الكهرباء : نظام الطاقة على نطاق واسع

لربط شبكة الطاقة المتجددة : حل مشكلة عدم الاستقرار في توليد الطاقة الشمسية

لالصناعية والتجارية تخزين الطاقة : السيناريو الذي يتطلب تخزين الطاقة على المدى الطويل

( 2 ) زنك بروميد تدفق البطارية

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة75-85Wh / كجم

لدورة الحياة : حوالي500 مرة ( بيانات المختبر )

لدرجة الحرارة التكيف :- 30-50 ℃ مجموعة العمل

لالسلامة : بروميد الزنك تغصن مشاكل التآكل

لالتكلفة : ارتفاع الاستثمار الأولي ، ولكن مناسبة للتطبيقات الموزعة

سيناريوهات التطبيقس

لتوزيع تخزين الطاقة : الشبكات الصغيرة مثل المجتمعات المحلية والجزر

لإمدادات الطاقة الاحتياطية من محطة الاتصالات : مثل تشجيانغ يونيكوم المشروع التجريبي

لالصناعية إمدادات الطاقة في حالات الطوارئ : السيناريوهات التي تتطلب موثوقية عالية

بطارية أيون الصوديوم

بطارية أيون الصوديوم هو نوع من البطاريات الثانوية التي تستخدم أيونات الصوديوم كما يستخدم الناقل .

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة : الجيل الأول160Wh/kg， الجيل الثاني قد ارتفع إلى 200wh / كغ

لدورة الحياة :أكثر من 2000 مرة ، أعلى بكثير من بطاريات الرصاص الحمضية

لدرجة حرارة التشغيل :درجة حرارة منخفضة الأداء الممتاز

لالسلامة : عالية المقاومة الداخلية ، وانخفاض الحرارة لحظية عند دائرة كهربائية قصيرة ، خارج نطاق السيطرة على درجة الحرارة الحرارية أعلى من بطارية ليثيوم

لالتكلفة : تكلفة الإنتاج الضخم0.55 يوان / WH ، 30 ٪ - 40 ٪ أقل من ليثيوم الحديد الفوسفات

سيناريوهات التطبيقس

لمحطة تخزين الطاقة : على سبيل المثالقوانغشى أيون الصوديوم محطة طاقة التخزين

لاثنين عجلة السيارة الكهربائية : مثل يادي الصوديوم الكهربائية نوع السيارة

لبدء وإيقاف إمدادات الطاقة للسيارات : استبدال بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية

لانخفاض سرعة السيارة الكهربائية : مثل دراجة ثلاثية العجلات الكهربائية ، لمشاهدة معالم المدينة ، الخ .

5 - بطاريات الحالة الصلبة

استخدام الصلبة المنحل بالكهرباء بدلا من التقليدية السائل المنحل بالكهرباء هو اتجاه هام من الجيل القادم من تكنولوجيا البطاريات .

الخصائص التقنيةس

لكثافة الطاقة : مسارب يمكن الوصول إليها400-500Wh/kg， أكسيد الطريق حوالي 300wh / كغ

لدورة الحياة : بيانات المختبر500 مرة ، العائد من اختبار خط يصل إلى 90%

لشحن سرعة : دعمشحن سريع لمدة 10 دقائق ، يمكن أن تصل إلى 80 ٪ من الكهرباء

لالسلامة : لا يوجد خطر تسرب المنحل بالكهرباء ، وتحسين السلامة بشكل ملحوظ

لالتكلفة : التكلفة الحالية من كبريتيد بالكهرباء1-20000 يوان / كيلوغرام ، وارتفاع تكلفة الإنتاج الضخم

سيناريوهات التطبيقس

لالسيارات الكهربائية : مثل خطة نينغده مراتمثالية ميغا موديل 2027

لالمعدات الخاصة : مثل الطائرات بدون طيار ، وانخفاض مستوى الطائرات ، الخ .

لنظم تخزين الطاقة في المستقبل : طويل الأجل ، وارتفاع متطلبات السلامة

6 - خلايا وقود الهيدروجين

خلية وقود الهيدروجين يمكن تحويلها مباشرة إلى طاقة كهربائية من خلال تفاعل كيميائي بين الهيدروجين والأكسجين .

الخصائص التقنيةس

لكفاءة تحويل الطاقة50-60 ٪ أعلى من محرك الاحتراق الداخلي

لسرعة شحن الهيدروجين3 دقائق لتجديد 650 كم

لحماية البيئة : تصريف المياه والحرارة فقط ، لا تلوث

لمستوى الضجيج : تقريبا55dB， مستوى المحادثة العادية

لالتكلفة : تكلفة النظام عالية ، حوالي750 يوان / كيلوواط

سيناريوهات التطبيقس

لالمركبات التجارية : مثل الشاحنات الثقيلة والمركبات اللوجستية والحافلات ، الخ .

لالفضاء : الهيدروجين بالطاقة سوبر يخت ، قطار وقود الهيدروجين

لالصناعة وتوليد الطاقة : توزيع إمدادات الطاقة microgrid

المقارنة واختيار استراتيجية تكنولوجيا البطاريات

1 - مقارنة كثافة الطاقة والتكلفة

2 - استراتيجيات التكيف الإقليمي

المنطقة الشماليةس

لثلاثي بطارية ليثيوم: بسبب الأداء الممتاز في درجة حرارة منخفضة ،يمكن الحفاظ على حوالي 70 ٪ من القدرات

لالثانوية اختيار بطارية أيون الصوديومسالقدرة على الحفاظ على معدل فوق 90 ٪ في درجة حرارة 40 ℃ . . . . . . .

لبطارية ليثيوم الحديد الفوسفاتالقدرة على تخفيف واضح في درجة حرارة منخفضة ، مما يؤثر على استمرار الملاحة في فصل الشتاء

المنطقة الجنوبيةس

لبطارية ليثيوم الحديد الفوسفات: ارتفاع في درجة الحرارة والاستقرار جيدة ، ودرجة الحرارة خارج نطاق السيطرة الحرارية فائقة500℃

لالثانوية اختيار بطارية أيون الصوديوم: منخفضة التكلفة ومناسبة لتخزين الطاقة وسوق السيارات الصغيرة

لاختياري بطارية ليثيوم ثلاثيةعامل التكلفة

شبكة تخزين الطاقةس

لوقت قصير التردد: بطارية ليثيوم ، بسبب سرعة الاستجابة السريعة

لتخزين الطاقة على المدى الطويل: الفاناديوم تدفق البطارية والصوديوم ايون البطارية أكثر اقتصادا

لتوزيع تخزين الطاقة: زنك بروميد سائل تيار بطارية أيون الصوديوم بطارية مناسبة لأنّ تطبيقات صغيرة

رابعاً - الاتجاهات المستقبلية

بطارية ليثيوم أيون التكنولوجيا التكرار

بطاريات ليثيوم أيون لا تزال في المستقبل5-10 سنوات من تعميم التكنولوجيات الجديدة في مجال الطاقة ، ولكن مع استمرار الارتقاء بالتكرار :

لارتفاع النيكل بطارية ثلاثية: كثافة الطاقة سوف كسر350Wh/kg， 400wh / كغ من المتوقع بحلول عام 2030

لبطارية ليثيوم الحديد والمنغنيز الفوسفات: زيادة كثافة الطاقةسلامة ليثيوم الحديد الفوسفات و كثافة الطاقة ليثيوم الحديد الفوسفات

لسيليكون تكنولوجيا القطب السالب: يمكن أن تزيد من كثافة طاقة البطارية30-40 ٪ تمديد خدمة الحياة

2 - عملية تسويق بطاريات أيون الصوديوم

بطاريات أيونات الصوديوم ، كبديل محتمل لبطاريات الليثيوم ، يتم تسويقها بسرعة :

لاختراق التقنيةسفي عام 2025 ، كثافة الطاقة من الجيل الثاني من بطاريات الصوديوم في نينغده العمر 200wh / كغ .

لميزة التكلفة: تكلفة الإنتاج الضخم أقل من ليثيوم الحديد الفوسفات30 ٪ - 40 ٪ من تكلفة المواد الخام تمثل 32 ٪ فقط

لسيناريوهات التطبيقتوقعفي عام 2030 ، بطاريات الصوديوم في العالم سوف تصل إلى 407.84gwh

لتطوير سلسلة صناعةرئيس الشركات ( مثل نينغده ، بي واي دي ) من خلال التكامل الرأسي لتحسين التكلفة ، الشركات الناشئة تركز على قطاعات السوق

3 - طرق تصنيع البطاريات الصلبة

تعتبر بطاريات الحالة الصلبة هدفا لتكنولوجيا البطاريات الجيل القادم ، ولكن عملية التصنيع لا تزال تواجه تحديات :

لمسار التقنية التمايزكبريتيد الطريق ( عصر نينغده ) لديها كثافة عالية من الطاقة ولكن تكلفة عالية ، وانخفاض تكلفة أكسيد الطريق ( الطاقة الجديدة أنور ) ولكن كثافة الطاقة محدودة .

لجدول الإنتاج الضخم: خطة عصر نينغدهالإنتاج الضخم في عام 2027 ، كثافة الطاقة المستهدفة 400wh / كغ

لمسار التكلفةستكلفة كل خلية الحالة الصلبة ( كبريتيد السيليكون الكربون ) حوالي 1 يوان / ساعة في عام 2027 ، انخفض إلى 500 يوان / ساعة في عام 2030 ، أو 0.6-0.7 يوان / ساعة في عام 2035 .

لتطبيق تمديد المشهدمن السيارات الكهربائية تدريجيا إلى تخزين الطاقة ، والمعدات الخاصة ، وغيرها من المجالات

4 - تسويق مسار خلية وقود الهيدروجين

تطوير مركبات خلايا وقود الهيدروجين متخلفة نسبيا ، ولكن مسار تسويقها أصبح واضحا تدريجيا :

لالمركبات التجاريةسمبيعات المركبات التجارية من المتوقع أن يكون فقط 7000 بحلول عام 2025 ، أقل بكثير من 50 ، 000 سيارة من أهداف السياسة العامة

لبناء محطة الهدرجةفيفي حزيران / يونيه 2025 ، 527 محطات الهدرجة قد بنيت في الصين ، ولكن أقل من 1000 في جميع أنحاء العالم .

لدعم السياسات: خلية وقود السيارات مظاهرة حضرية وسط أموال الحوافز تصل إلى2.34 مليار يوان

لاختراق التقنية: من المتوقع أن تكلفة النظام الحالي750 يوان / كيلوواط إلى أقل من 750 يوان / كيلوواط في عام 2030

خامساً - الاستنتاجات

تكنولوجيا البطاريات في مجال الطاقة الجديدة ويعرض اتجاه التنمية المتنوعة ، اعتمادا على الأداء المتميز لكل ميزة ، تكنولوجيا البطاريات المختلفة وجدت مناسبة للسوق الخاصة بهم في تطبيق مختلف السيناريوهات .بطارية ليثيوم أيون بطارية ليثيوم الحديد الفوسفات لا تزال التكنولوجيا الرائدة في مجال الطاقة بطاريةمن أجل تلبية متطلبات السيارات الكهربائية في المناطق الباردة في شمال وجنوب المناطق ذات درجة الحرارة العالية ، على التوالي .بطاريات أيون الصوديوم ، مع مزايا التكلفة والأداء الممتاز في درجة حرارة منخفضة، هو اختراق سريع لتخزين الطاقة وسوق السيارات الصغيرة ؛الحالة الصلبة بطارية الجيل القادم من تكنولوجيا البطارياتعلى الرغم من أن لم يتم تسويقها ، ولكن دخلت ليلة قبل التصنيع .خلايا وقود الهيدروجين تستخدم أساسا في مجال المركبات التجاريةتواجه التحدي المزدوج المتمثل في عدم كفاية الهياكل الأساسية وارتفاع التكاليف .

جنبا إلى جنب مع التقدم التكنولوجي وخفض التكاليف ، نمط البطارية سوف تتطور باستمرار . في المدى القصير ، بطاريات أيون الصوديوم من المتوقع أن تكون في تخزين الطاقة و سوق السيارات الصغيرة لتحقيق اختراقات . على المدى المتوسط ، بطاريات الحالة الصلبة في سوق السيارات الكهربائية لتحقيق التطبيقات الصغيرة ؛ على المدى الطويل ، الحالة الصلبة وخلايا وقود الهيدروجين من المتوقع أن تصبح التكنولوجيات الرائدة .

مرحبا بكم في الاهتمام aoxuzhaochen الجمهور ، والحصول على المزيد من المحتوى الرائع !

المصادر المرجعية

[1] نظرة عامة على تخزين الطاقة في أنظمة الطاقة المتجددة

[2] الكتروليتات البوليمرية النانوية

بطاريات تدفق ريدوكس لتخزين الطاقة: مراجعة تكنولوجية

مقدمة لتصميم المحفزات الكهربائية باستخدام التعلم الآلي لتخزين الطاقة المتجددة

مراجعة مقارنة لأنظمة تخزين الطاقة وأدوارها وتأثيراتها على أنظمة الطاقة المستقبلية

بطاريات تدفق ريدوكس لتخزين الطاقة: وعدها وإنجازاتها وتحدياتها

تحديات وتقدم تكنولوجيا تخزين الطاقة وتطبيقها في أنظمة الطاقة

[ 8 ] خلية وقود الهيدروجين

تقنيات تخزين الطاقة وإلكترونيات الطاقة: مزيج قوي لتمكين التحول إلى الشبكة الذكية

[ 10 ] ما هي أنواع من بطاريات السيارات الجديدة ؟ بيت السيارات

[ 11 ] بطارية الصوديوم الكبريت

[12] التقدم والتحديات في بطاريات الليثيوم الهوائي

تقنيات البطارية لتخزين الطاقة الكهربائية على نطاق واسع على مستوى الشبكة

[ 14 ] بطاريات الصوديوم والكبريت

[15] آفاق وتحديات بطاريات الليثيوم الهوائي القابلة لإعادة الشحن

[16] Polygeneration مع Polystorage لمراكز الكيمياء والطاقة || تقنيات تخزين واحدة ومتعددة لأنظمة الطاقة الهجينة القائمة على الطاقة المتجددة

[ 17 ] بطاريات الصوديوم والكبريت

بطارية ليثيوم الهواء ( نوع البطارية )

المواد المتقدمة لبطارية التدفق القائمة على الزنك: التطوير والتحدي

[ 20 ] ما هو استخدام بطاريات الصوديوم والكبريت ؟

[ 21 ] زنك بروميد تدفق البطارية - خصائص

استراتيجيات الهجينة لأنظمة الطاقة إلى الغاز وتخزين البطارية باستخدام الطاقة المتجددة

[23] التطورات الأخيرة على المواد الكهربائية وآفاقها مع الهياكل الهرمية لبطاريات أيون الليثيوم

[ 24 ] ( عمق المخزون ) بطارية الصوديوم تطبيق المشهد و حالة المشروع

بطارية ليثيوم الهواء ( نوع البطارية )

[26] تدهور بطاريات أيون الليثيوم باستخدام سلبيات الجرافيت والنيكل-الكوبالتأكسيد المنغنيز+ أكسيد المنغنيز الإيجابي: الجزء الأول، آليات الشيخوخة وتقدير الحياة