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除了目標研究,著名國家實驗室還關注研究美國電動汽車電池供應鏈。
電動汽車(EVs)在里程和價格上迅速提升,這早已經不是什麼秘密了。關鍵在於對電化學,儲存和釋放電能的材料的深入研究。雖然主要電池製造商是電池研究領域的大玩家,但仍需要國家實驗室和大學來進行查漏補缺並取得進展。其中一個類似於這樣的實驗室是美國阿貢國家實驗室(ANL)。
ANL曾是美國第一個實驗室,幾乎在每一項科學學科中進行基礎研究和應用科學研究,特別是針對電池領域。另外,美國阿貢除了對電池的構造進行深探之外,還對電動汽車如何幫助美國在清潔能源經濟方面做出規劃。
單體電池與電池組
一份名為《美國電動汽車鋰離子電池供應鏈:2010-2020》的新ANL報告對美國電動汽車電池供應鏈進行了深入研究。“行業領導者關心的是找到確保原材料安全的方法,以及電池材料的再利用和回收。要做到這兩點,你需要首先了解當前的需求是什麼,以及電池是如何生產的,在哪裡生產的。這就是我們的報告所提供的洞察力,”合著者Yan(Joann) Zhou在一次新聞釋出會上說,他是Argonne的首席運輸系統分析師和小組負責人。
該報告量化了在美國銷售的輕型電動車鋰電池總容量,並提供了鋰電池單體電池與電池組的原產地。David Gohlke,阿貢能源部能源與環境分析師,該報告合著者說:“對於原材料的保護和電池材料的回收與再利用這兩項話題,我們未曾深入解釋過。”
值得注意的是,ANL報告區分了電池單體和電池組,指出每一個都可以在不同的地方製造。此外,製造電池的過程會產生必須回收的廢料——知道電池是在哪裡製造的對電池的再利用和回收有影響。
全球供應
根據這篇報道,有20個不同的單體電池與電池組製造商為美國市場每年提供20GWh。松下大約提供15種車型的單體電池,其中包含特斯拉Model S,Model X,Model Y和Model 3,佔比美國2020年銷售電動汽車的70.9%。LG能源解決方案在美國銷售的汽車電池和電池組方面排名第二,2020年分別為19%和17%。
ANL同樣指出一個電池供應商應該隨時隨地都能生產電池和電池組。例如,松下在日本,中國,美國都有電池工廠,而LG在韓國,波蘭,中國,美國生產電池。電池可以在韓國生產,然後在密歇根組裝,再運輸到OEM廠商安裝在車內。
目前,中國主導著電動汽車供應鏈,控制著全球80%的原材料提煉、77%的電池產能和60%的電池元件製造。在汽車製造廠附近建造電池和電池組具有成本和物流優勢,幾家鋰離子電池製造商已經計劃或正在美國建造新的電池工廠,到2023年,美國電池總產能可能會增加到每年約80 GWh。
電池回收
ANL透過建模分析,電池生產過程中使用的有價值的陰極材料中,有7.8%最終不會出現在電池單元中,5%生產的電池單元沒有透過質量檢驗,被拒收。工業廢料需要回收利用,以便於貴重材料(如鋰,鈷,鎳資源)不會浪費。根據電池工廠新地點的追蹤,擬定計劃,確保回收能力。Zhou說:“深入瞭解電池供應鏈,電池供應鏈發展以及汽車製造與銷售地點,最終可以讓我們更好地瞭解如何可以更加有效回收原材料。”
中國化學與物理電源行業協會 楊柳翻譯
2021.8.20
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