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持久耐用的電池靠什么——降低成本還是延長壽命?

鋰離子電池技術如今正在迅速推動交通運輸業(yè)和能源行業(yè)的電氣化。然而,電池本身往往是一種工作壽命短暫的商品,到目前為止,電池的回收和再利用還沒有成為電池行業(yè)的重要優(yōu)先事項??偛课挥谟目稍偕茉撮_發(fā)商AceleronEnergy公司首席執(zhí)行官AmritChandan博士對以鋰離子電池為基礎構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟的意義進行了闡述,并表示鋰離子電池的設計壽命應該更長,并且考慮到二次使用的目的。

在過去的10年中,鋰離子電池技術取得了顯著的發(fā)展和進步,其表現(xiàn)為容量的顯著上升以及電池成本下降了85%。

電池行業(yè)取得的成就很大程度上要歸功于卓越的技術、不斷的創(chuàng)新,以及來自行業(yè)先驅(qū)(例如特斯拉公司)改進的制造工藝。事實上,在特斯拉公司于今年九月舉辦的首屆電池日上,該公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克描述了對鋰離子電池未來的愿景,即更大、更好、更便宜,確切地說成本還將再降低56%。

Aceleron公司的二次使用的鋰離子電池組

雖然人們希望電池儲能系統(tǒng)更大、更好、更便宜。但是還要從其他方面充分挖掘電池儲能系統(tǒng)的潛力。

除了降低成本外,還必須提高電池的固有價值和長期價值。換句話說,必須從每個電池中獲得更多價值。為此,可以延長電池工作壽命并使它們適合于二次使用。

電池廠商在技術方面的競爭中將會開發(fā)出成本最低的電池,但有關延長電池的工作壽命(有的甚至最短為3年)來說卻收效甚微。雖然電池的成本在下降,但由于工作壽命不高,要定期更換,導致部署成本仍然很高。

這意味著,當幾塊電池損壞時將導致整個電池組被更換丟棄,而這些電池通常會剩余80%的使用壽命。隨著電池行業(yè)的蓬勃發(fā)展,廢棄的電池將會出現(xiàn)大量垃圾和嚴重的環(huán)保問題,并加速對自然資源不可持續(xù)的開采。根據(jù)調(diào)研機構(gòu)的預計,到2030年,僅電動汽車(EV)電池就會出現(xiàn)1100萬噸垃圾。

這種做法最終將付出更加昂貴的代價,因為每當電池損壞時更換電池的成本很高。因此必須構(gòu)建一個更加可持續(xù)的新模式,該模式可以延長電池的使用壽命,提高使用價值并降低成本。

以汽車為例。假如汽車出現(xiàn)故障,通常人們將其修復。由于前期費用太貴,大多數(shù)人不愿意直接購買新車替換。但是也有人購買二手車,對其進行維修和升級。這種模式可用于電池的設計、制造和所有權,以減少電池浪費,供應更具價值的儲能資產(chǎn),并通過創(chuàng)造技術性工作崗位支持綠色經(jīng)濟發(fā)展。

循環(huán)經(jīng)濟

通過將電池技術設計為可維修、重新利用或再利用,而不是更換,可以顯著提高電池的使用壽命。而通過在電池在首次使用后重新調(diào)整其用途,并賦予其第二次使用壽命,可以進一步提高每個電池的價值。這采用的是循環(huán)經(jīng)濟原則,可以延長電池壽命,為電池技術帶來更大的價值,并減少資源的使用和浪費。

更重要的是,假如電池可以維護和維修,那么它將更容易地適應服務和訂閱模式,即電池產(chǎn)品可以由客戶租賃,然后再歸還或維修,并租賃使用其他電池。

在客戶現(xiàn)場維修電池還可以為客戶節(jié)省時間和費用,因為電池不要送去維修,客戶也不要臨時更換。它還促進了當?shù)氐木蜆I(yè),因為當?shù)厝丝梢越邮茈姵鼐S修和維修方面的培訓,就像汽車修理工相同,可以現(xiàn)場修理電池。

設計持久耐用的電池

電池是實現(xiàn)全球零碳能源的關鍵,隨著全球儲能市場規(guī)模從2019年的590億美元增至2035年的5460億美元,未來10年內(nèi)將會使用數(shù)百萬塊二次電池。

通過將循環(huán)經(jīng)濟與儲能技術相結(jié)合,可以延長電池壽命,并從設計開始就考慮電池的重新利用以減少浪費。人們可以改變處理電池所有權的模式,以保護環(huán)境并為經(jīng)濟帶來更多的長期價值。

因此,電池不應成為一種一次性技術,而生產(chǎn)可持續(xù)電池的關鍵在于創(chuàng)新的工程技術和生產(chǎn)工藝。

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