Les cellules de batterie de phosphate de fer au lithium sont devenues le choix grand public pour le stockage d'énergie et les véhicules électriques à bas à bas de gamme en raison de leurs avantages de «sécurité sans cobalt et élevée», mais le contrôle des coûts reste le défi de base pour l'industrialisation. La chaîne industrielle mondiale explore les chemins d'industrialisation des coûts faibles - à partir de trois dimensions: substitution de matières premières, simplification de processus et économies d'échelle, réduisant le coût des cellules de batterie de phosphate de lithium de 2 yuans / Wh en 2015 à 0,5 yuan / Wh en 2023. Certaines entreprises dépassent même 0,4 yuan / wh, promenant le nouveau secteur énergétique de "
1 réduction des coûts de matières premières: une double approche de substitution et de recyclage
Synthèse à faible coût du matériau de cathode de phosphate de fer au lithium en Chine. Une certaine entreprise adopte la "méthode hydrothermale" une - "au lieu de la méthode traditionnelle" Solide-} à l'état ", éliminant la consommation d'énergie - élevée (réduisant la consommation d'énergie par 60%) et le remplacement de l'acide phosphorique de grade électronique (Purity 99.9%) Les coûts des matériaux de 25%. En mettant en œuvre "Recyclage des sources de fer" (recyclage du sulfate ferreux, un produit par - des plantes en acier), le coût d'approvisionnement des sources de fer a été réduit, entraînant une diminution du coût des matériaux de cathode de phosphate de fer au lithium de 50000 yuans / tonne à 28000 yuans / tonne. Les cellules de la batterie en matériaux ont une densité d'énergie 5% inférieure à celle des matériaux finaux -, mais le coût est réduit de 15%, ce qui les rend adaptés à des scénarios sensibles aux coûts tels que le stockage d'énergie et les véhicules électriques à vitesse faible -.
Le "recyclage des matériaux de la batterie à la retraite" en Europe. Le «processus de recyclage combiné chimique physique» développé par une entreprise de recyclage allemande écrase les cellules de batterie de phosphate de fer au lithium à la retraite, sépare la coquille métallique par séparation magnétique, puis utilise de l'acide sulfurique dilué pour lixiviation du matériau d'électrode positif (avec un taux de récupération de lithium et de fer de 95%). Le lixiviat est purifié et directement utilisé pour préparer de nouvelles électrodes positives au phosphate de fer au lithium (avec une pureté de matériau recyclée de 99%). Le coût de recyclage de ce processus n'est que de 1,2 yuan / WH, ce qui est 40% inférieur à la métallurgie humide traditionnelle. Les cellules de la batterie fabriquées à partir de matériaux recyclés ont une durée de vie du cycle de 5000 fois, ce qui n'est que 10% inférieur à celui de nouveaux matériaux. Dans un certain projet de stockage d'énergie en Allemagne, le coût de l'utilisation des matériaux recyclés pour les cellules de la batterie a été réduit de 20%, et le coût annuel de fonctionnement et de maintenance a été économisé par 1 million d'euros.
2 Simplification du processus: améliorer l'efficacité et réduire la consommation d'énergie
La "fabrication intégrée du polariseur" du Japon ". La "ligne de production continue de séchage de séchage du revêtement" développée par une certaine entreprise intègre le processus indépendant des trois- traditionnel en une seule ligne de production, raccourcissant le cycle de production de 2 heures à 30 minutes et réduisant l'investissement de l'équipement de 30%. En utilisant "Séchage composite infrarouge + à l'air chaud" (réduction de la consommation d'énergie de 40%) et "pressage de rouleaux adaptatifs" (éviter la reprise), le taux de rendement du polariseur est passé de 95% à 99,5%, et le coût de fabrication unitaire du polariseur a été réduit de 20%. Les cellules de batterie de phosphate de fer au lithium produites par cette ligne de production ont un coût de fabrication réduit à 0,1 yuan / wh tout en garantissant la capacité et la durée de vie, ce qui est 30% inférieur à celle des processus traditionnels.
«Solvant de Chine - Technologie de revêtement libre». En réponse au coût élevé de la récupération des solvants dans les processus de revêtement traditionnels, la technologie de revêtement solide libre de "solvant - est adoptée: la suspension d'électrode positive est transformée en un film solide (épaisseur de 100 μm), qui est directement pressé et lié au collecteur actuel, en éliminant la nécessité d'une procuration du solvure et d'une réduction des coûts par 15%),,, tout en évitant les élucations environnementales du solvure. En conjonction avec "Die laser - Cutting" (Remplacement de la Die mécanique traditionnelle - Coupe et améliorant la précision à ± 0,05 mm), le taux d'utilisation des matériaux de polariseur est passé de 85% à 98%, réduisant davantage les déchets. Après avoir appliqué cette technologie dans une certaine usine de cellules de batterie de stockage d'énergie, l'investissement dans une seule capacité de production GWH a été réduit de 200 millions de yuans et la consommation d'énergie de production a été réduite de 50%.
Effet à 3 échelle: diluer les coûts fixes et l'investissement en R&D
La grande production d'échelle - de grandes cellules de batterie de taille - aux États-Unis. La cellule de batterie cyphate de phosphate de fer Tesla 4680 au lithium, avec sa "conception de taille ultra grande" (capacité 5 fois celle de 21700 cellules de batterie), réduit le nombre d'assemblages de cellules de la batterie (quantité de composante réduite de 80% sous la même capacité) et baisse le coût du processus de pack. Construire simultanément une "super usine de niveau GWh" avec une seule capacité de production de 5GWh et un coût fixe (dépréciation de l'équipement, main-d'œuvre) dilué à 0,05 yuan / wh, qui est 60% inférieur aux usines traditionnelles à petite capacité. La cellule de la batterie a atteint la production de masse, avec un coût supérieur à 0,4 yuan / wh, baissant les prix des modèles finaux de Tesla - et élargissant encore sa part de marché.
La «disposition du clustering de chaîne industrielle» de la Chine. Dans les zones de production des matières premières de phosphate de fer au lithium telles que le Sichuan et le Hunan, un groupe complet de chaîne industrielle de "phosphate rock phosphate lithium phosphate cellule de batterie de batterie / automobile" a été formé, et le coût de transport des matières premières a été réduit de 30% (la distance de transport moyenne a été écourtée de 500 kilomètres à 100 kilomètres). Les entreprises au sein du cluster partagent des plateformes de R&D (telles que les laboratoires de technologie communs) et les réseaux logistiques. Après avoir partagé les coûts de R&D, l'investissement en R&D des entreprises individuelles est réduit de 40%, accélérant l'itération des nouvelles technologies. La pratique d'un certain groupe industriel à Sichuan montre que la disposition en grappe réduit le coût des cellules de batterie de phosphate de fer au lithium de 18% par rapport à la disposition dispersée, et la capacité de production annuelle dépasse 50 GWH, représentant 30% de la capacité de production nationale.
La faible - coûte l'industrialisation des cellules de batterie de phosphate de fer au lithium est le résultat commun de "l'innovation technologique + effet d'échelle + synergie de la chaîne de l'industrie". 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 processus de transformation.