Le celle della batteria al fosfato di ferro al litio sono diventate la scelta tradizionale per lo stoccaggio di energia e i veicoli elettrici da medio -basso a causa dei loro vantaggi di "libertà di cobalto e alta sicurezza", ma il controllo dei costi rimane la sfida di base per l'industrializzazione. La catena industriale globale esplora i percorsi di industrializzazione dei costi a basso costo da tre dimensioni: sostituzione delle materie prime, semplificazione dei processi e economie di scala, riducendo il costo delle cellule della batteria del ferro al litio fosfato da 2 yuan/wh nel 2015 a 0,5 yuan/wh in 2023. Alcune società superano persino 0,4 yuan/promuovendo l'industria della nuova energia "a causa di mercato" a meno di mercato ".
1 Riduzione dei costi delle materie prime: un doppio approccio di sostituzione e riciclaggio
Sintesi a basso costo del materiale del catodo fosfato di ferro al litio in Cina. Una certa impresa adotta il metodo idrotermico "One - Step Idrotermal" anziché il tradizionale metodo di sinterizzazione statale "solido -", eliminando l'alto processo di sinterizzazione della temperatura - con acido di gradevole (39%) con acido industriale (ridotta l'energia di energia 9%)) Ridurre i costi delle materie prime del 25%. Implementando il "riciclaggio della sorgente di ferro" (riciclaggio di solfato ferroso, a di - prodotto delle piante d'acciaio), il costo di approvvigionamento delle fonti di ferro è stato ulteriormente ridotto, con conseguente riduzione del costo dei materiali del catodo di fosfato di litio da 50000 yuan/tonnellate a 28000 yuan/tonnellate. Le celle della batteria realizzate con questo materiale hanno una densità di energia inferiore del 5% rispetto ai materiali terminali - alti, ma il costo è ridotto del 15%, rendendole adatte a scenari sensibili al costo come lo stoccaggio di energia e i veicoli elettrici a bassa velocità -.
Il "riciclaggio dei materiali per celle della batteria in pensione" in Europa. Il "processo di riciclaggio combinato chimico fisico" sviluppato da una società di riciclaggio tedesca schiaccia le celle della batteria al fosfato di ferro in litio, separa il guscio metallico attraverso la separazione magnetica e quindi utilizza acido solforico diluito per lisciviazione il materiale dell'elettrodo positivo (con una velocità di recupero del litio e del ferro del 95%). Il percolato viene purificato e utilizzato direttamente per preparare nuovi elettrodi positivi al fosfato di ferro al litio (con una purezza del materiale riciclato del 99%). Il costo di riciclaggio di questo processo è solo di 1,2 yuan/Wh, che è inferiore del 40% rispetto alla tradizionale metallurgia a umido. Le celle a batteria realizzate con materiali riciclati hanno una durata del ciclo di 5000 volte, che è inferiore del 10% a quella dei nuovi materiali. In un certo progetto di stoccaggio di energia in Germania, il costo dell'uso di materiali riciclati per le celle a batteria è stato ridotto del 20%e il costo annuale e il costo di manutenzione sono stati risparmiati di 1 milione di euro.
2 semplificazione del processo: miglioramento dell'efficienza e riduzione del consumo di energia
"Manufacturing of Polarizer" del Giappone. La "linea di produzione continua per l'essiccazione del rivestimento" sviluppata da una determinata impresa integra il tradizionale processo indipendente a tre- in una linea di produzione, accorciando il ciclo di produzione da 2 ore a 30 minuti e riducendo gli investimenti delle attrezzature del 30%. Utilizzando "essiccazione composita a infrarossi+aria calda" (riducendo il consumo di energia del 40%) e "pressatura a rulli adattiva" (evitando la rielaborazione), il tasso di snervamento del polarizzatore è aumentato dal 95%al 99,5%e il costo di produzione unitario del polarizzatore è stato ridotto del 20%. Le celle a batteria al fosfato di ferro al litio prodotte da questa linea di produzione hanno un costo di produzione ridotto a 0,1 yuan/Wh garantendo la capacità e la durata della vita, che è inferiore del 30% rispetto ai processi tradizionali.
"Solvente - della Cina". In risposta all'elevato costo del recupero del solvente nei tradizionali processi di rivestimento, viene adottata la tecnologia "solvente - rivestimento solido libero": la sospensione dell'elettrodo positiva viene trasformata in un film solido (spessore di 100 μ m), che è direttamente pressato a caldo e legato al collettore attuale, eliminando l'attuale eliminazione del soldato. In combinazione con "Laser Die - taglio" (in sostituzione della tradizionale matrice meccanica - taglio e miglioramento dell'accuratezza a ± 0,05 mm), il tasso di utilizzo dei materiali polarizzanti è aumentato dall'85% al 98%, riducendo ulteriormente i rifiuti. Dopo aver applicato questa tecnologia in una certa fabbrica di celle della batteria per lo stoccaggio di energia, l'investimento nella capacità di produzione di GWH singola è stato ridotto di 200 milioni di yuan e il consumo di energia di produzione è stato ridotto del 50%.
3 Effetto scala: diluire costi fissi e investimenti in R&S
La grande produzione in scala - di grandi celle a batteria di dimensioni - negli Stati Uniti. La cella a batteria cilindrica del fosfato di ferro al litio Tesla 4680, con il suo "design ultra di grandi dimensioni" (capacità 5 volte quella di 21700 celle della batteria), riduce il numero di gruppi di celle della batteria (quantità di componente ridotta dell'80% alla stessa capacità) e riduce il costo del processo di pacchetto. Costruire contemporaneamente una "super fabbrica di livello GWH" con una capacità di linea di produzione singola di 5GWH e un costo fisso (ammortamento dell'attrezzatura, lavoro) diluito a 0,05 yuan/wh, che è inferiore del 60% rispetto alle tradizionali fabbriche di piccole capacità. La cella della batteria ha raggiunto la produzione di massa, con un costo superiore a 0,4 yuan/wh, abbassando i prezzi dei modelli di fine -} di Tesla e ad espandere ulteriormente la sua quota di mercato.
"Layout di clustering della catena industriale" cinese. Nelle aree di produzione di materie prime fosfato di ferro al litio come il Sichuan e Hunan, è stato formato un completo cluster a catena industriale di "Phosphate Rocce Fosfato di ferro fosfato a batteria a batteria/automobile", e il costo di trasporto delle materie prime è stato ridotto del 30% (la distanza di trasporto media è stata ridotta da 500 chilometri a 100 chilometri). Le aziende all'interno delle cluster condividono piattaforme di ricerca e sviluppo (come comuni laboratori tecnologici) e reti logistiche. Dopo aver condiviso i costi di ricerca e sviluppo, l'investimento di ricerca e sviluppo delle singole imprese è ridotto del 40%, accelerando l'iterazione di nuove tecnologie. La pratica di un certo cluster industriale in Sichuan mostra che il layout cluster riduce il costo delle celle della batteria al fosfato di ferro al litio del 18% rispetto al layout disperso e la capacità di produzione annuale supera i 50 GWH, rappresentando il 30% della capacità di produzione nazionale.
La bassa industrializzazione di costo - del ferro delle celle a batteria al fosfato di ferro è il risultato comune di "innovazione tecnologica+effetto scala+synergy della catena industriale". In the future, with the application of sodium ion doping (further reducing lithium dependence) and AI process optimization (real-time adjustment of production parameters), the cost is expected to exceed 0.3 yuan/Wh by 2030, further consolidating its dominant position in energy storage and mid to low end electric vehicles, promoting the new energy industry to achieve "comprehensive parity", and accelerating the global energy processo di trasformazione.