लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाएं "कोबाल्ट मुक्त और उच्च सुरक्षा" के अपने लाभों के कारण ऊर्जा भंडारण और मध्य से कम इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए मुख्यधारा की पसंद बन गई हैं, लेकिन लागत नियंत्रण औद्योगिकीकरण के लिए मुख्य चुनौती है। वैश्विक औद्योगिक श्रृंखला तीन आयामों से कम - लागत औद्योगिकीकरण पथों की पड़ताल करती है: कच्चे माल के प्रतिस्थापन, प्रक्रिया सरलीकरण, और पैमाने की अर्थव्यवस्थाएं, 2015 में लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं की लागत को कम करते हुए 2015 में 2023 में 0.5 yuan/wh से नीचे।
1 कच्चे माल की लागत में कमी: प्रतिस्थापन और रीसाइक्लिंग का एक दोहरी दृष्टिकोण
चीन में लिथियम आयरन फॉस्फेट कैथोड सामग्री की कम लागत संश्लेषण। एक निश्चित उद्यम पारंपरिक "ठोस - राज्य sintering विधि" के बजाय "एक - चरण हाइड्रोथर्मल विधि" को अपनाता है, उच्च - तापमान सिंटेरिंग प्रक्रिया (60%से ऊर्जा की खपत को कम करना), और इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड (शुद्धता 999%) को समाप्त करता है। कच्चे माल की लागत को 25%तक कम करना। "आयरन सोर्स रीसाइक्लिंग" (रीसाइक्लिंग फेरस सल्फेट, ए द्वारा - स्टील के पौधों के उत्पाद) को लागू करके, लोहे के स्रोतों की खरीद लागत को और कम कर दिया गया है, जिसके परिणामस्वरूप 50000 युआन/टन से लिथियम आयरन फॉस्फेट कैथोड सामग्री की लागत में कमी आई है। इस सामग्री से बनी बैटरी कोशिकाओं में उच्च - अंत सामग्री से 5% कम ऊर्जा घनत्व है, लेकिन लागत 15% तक कम हो जाती है, जिससे उन्हें ऊर्जा भंडारण और कम - गति इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे लागत संवेदनशील परिदृश्यों के लिए उपयुक्त हो जाता है।
यूरोप में "सेवानिवृत्त बैटरी सेल सामग्री का रीसाइक्लिंग"। एक जर्मन रीसाइक्लिंग कंपनी द्वारा विकसित "भौतिक रासायनिक संयुक्त रीसाइक्लिंग प्रक्रिया" सेवानिवृत्त लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं को क्रश करता है, चुंबकीय पृथक्करण के माध्यम से धातु के खोल को अलग करता है, और फिर सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री (एक लिथियम और 95%की लोहे की वसूली दर के साथ) को लीच करने के लिए पतला सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करता है। लीचेट को शुद्ध किया जाता है और सीधे नए लिथियम आयरन फॉस्फेट पॉजिटिव इलेक्ट्रोड (99%की पुनर्नवीनीकरण सामग्री शुद्धता के साथ) तैयार करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया की रीसाइक्लिंग लागत केवल 1.2 युआन/डब्ल्यूएच है, जो पारंपरिक गीली धातु विज्ञान की तुलना में 40% कम है। पुनर्नवीनीकरण सामग्री से बनाई गई बैटरी कोशिकाओं में 5000 गुना का चक्र जीवन होता है, जो कि नई सामग्रियों की तुलना में केवल 10% कम है। जर्मनी में एक निश्चित ऊर्जा भंडारण परियोजना में, बैटरी कोशिकाओं के लिए पुनर्नवीनीकरण सामग्री का उपयोग करने की लागत में 20%की कमी आई थी, और वार्षिक संचालन और रखरखाव लागत को 1 मिलियन यूरो से बचाया गया था।
2 प्रक्रिया सरलीकरण: दक्षता में सुधार और ऊर्जा की खपत को कम करना
जापान का "पोलराइज़र का एकीकृत विनिर्माण"। एक निश्चित उद्यम द्वारा विकसित "कोटिंग ड्राईिंग रोलिंग निरंतर उत्पादन लाइन" पारंपरिक तीन - को एक उत्पादन लाइन में स्वतंत्र प्रक्रिया को एकीकृत करता है, उत्पादन चक्र को 2 घंटे से 30 मिनट तक छोटा कर देता है और उपकरण निवेश को 30%तक कम करता है। "इन्फ्रारेड+हॉट एयर कम्पोजिट ड्रायिंग" (ऊर्जा की खपत को 40%तक कम करना) और "एडेप्टिव रोलर प्रेसिंग" (रिववर्क से बचने) का उपयोग करके, पोलराइज़र की उपज दर 95%से बढ़कर 99.5%हो गई है, और ध्रुवीकरण की इकाई निर्माण लागत 20%तक कम हो गई है। इस उत्पादन लाइन द्वारा उत्पादित लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं में क्षमता और जीवनकाल सुनिश्चित करते हुए एक विनिर्माण लागत 0.1 युआन/डब्ल्यूएच तक कम हो जाती है, जो पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में 30% कम है।
चीन का 'विलायक - मुफ्त कोटिंग तकनीक'। पारंपरिक कोटिंग प्रक्रियाओं में विलायक की वसूली की उच्च लागत के जवाब में, "विलायक - मुक्त ठोस कोटिंग" तकनीक को अपनाया जाता है: सकारात्मक इलेक्ट्रोड स्लरी को एक ठोस फिल्म (100 μ मीटर की मोटाई) में बनाया जाता है, जो वर्तमान कलेक्टर से बचने की आवश्यकता को समाप्त कर देता है, जो कि 15%से बचने के लिए होता है। "लेजर डाई - कटिंग" के साथ संयोजन में (पारंपरिक मैकेनिकल डाई - को काटने और सटीकता को ± 0.05 मिमी तक काटने और सुधारने के लिए), ध्रुवीय सामग्री की उपयोग दर 85% से 98% तक बढ़ गई है, और अधिक अपशिष्ट को कम कर दिया। एक निश्चित ऊर्जा भंडारण बैटरी सेल कारखाने में इस तकनीक को लागू करने के बाद, एकल GWH उत्पादन क्षमता में निवेश 200 मिलियन युआन से कम हो गया था, और उत्पादन ऊर्जा की खपत में 50%की कमी आई थी।
3 स्केल इफेक्ट: फिक्स्ड कॉस्ट और आर एंड डी इनवेस्टमेंट को कम करना
संयुक्त राज्य अमेरिका में बड़े - बड़े - आकार की बैटरी कोशिकाओं का पैमाना उत्पादन। टेस्ला 4680 लिथियम आयरन फॉस्फेट बेलनाकार बैटरी सेल, इसके "अल्ट्रा बड़े आकार के डिजाइन" (21700 बैटरी कोशिकाओं की क्षमता 5 गुना) के साथ, बैटरी सेल असेंबलियों की संख्या को कम करता है (समान क्षमता के तहत 80% तक घटक की मात्रा) और पैक प्रक्रिया की लागत को कम करता है। इसके साथ ही 5GWH की एकल उत्पादन लाइन क्षमता और एक निश्चित लागत (उपकरण मूल्यह्रास, श्रम) के साथ "GWH स्तर सुपर फैक्ट्री" का निर्माण 0.05 युआन/WH के लिए पतला है, जो पारंपरिक छोटी क्षमता वाले कारखानों की तुलना में 60% कम है। बैटरी सेल ने बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल किया है, जिसमें 0.4 युआन/डब्ल्यूएच से अधिक की लागत है, जो टेस्ला के कम - अंतिम मॉडल की कीमतों को कम करती है और अपने बाजार हिस्सेदारी का विस्तार करती है।
चीन का 'औद्योगिक श्रृंखला क्लस्टरिंग लेआउट'। सिचुआन और हुनान जैसे लिथियम आयरन फॉस्फेट कच्चे माल के उत्पादन क्षेत्रों में, "फॉस्फेट रॉक फॉस्फेट लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी सेल एनर्जी स्टोरेज/ऑटोमोबाइल" का एक पूर्ण औद्योगिक श्रृंखला क्लस्टर बन गया है, और कच्चे माल की परिवहन लागत को 30% तक कम कर दिया गया है (औसत परिवहन दूरी को 500 किलोमीटर से 100 किलोमीटर तक छोटा कर दिया गया है। क्लस्टर शेयर आर एंड डी प्लेटफार्मों (जैसे सामान्य प्रौद्योगिकी प्रयोगशालाओं) और लॉजिस्टिक्स नेटवर्क के भीतर उद्यम। आरएंडडी लागतों को साझा करने के बाद, नई प्रौद्योगिकियों के पुनरावृत्ति को तेज करते हुए, व्यक्तिगत उद्यमों के आर एंड डी निवेश को 40%तक कम कर दिया जाता है। सिचुआन में एक निश्चित औद्योगिक क्लस्टर की प्रथा से पता चलता है कि क्लस्टर किए गए लेआउट ने बिखरे हुए लेआउट की तुलना में लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं की लागत को 18% तक कम कर दिया है, और वार्षिक उत्पादन क्षमता 50 ग्राम से अधिक है, राष्ट्रीय उत्पादन क्षमता के 30% के लिए लेखांकन।
कम - लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं का लागत औद्योगिकीकरण "तकनीकी नवाचार+स्केल प्रभाव+उद्योग श्रृंखला तालमेल" का सामान्य परिणाम है। भविष्य में, सोडियम आयन डोपिंग (आगे लिथियम निर्भरता को कम करने) और एआई प्रक्रिया अनुकूलन (वास्तविक - उत्पादन मापदंडों का समय समायोजन) के आवेदन के साथ, लागत को 0.3 युआन/WH से अधिक होने की उम्मीद है, जो कि ऊर्जा भंडारण में अपनी प्रमुख स्थिति को समेकित करता है, " प्रक्रिया।