סוללת ליתיום - מפת שרשרת תעשייה מלאה
איור 1: סקירה פנורמית - הפירמידה מ"משאבים" ל"יישומים"
במעלה הזרם: קרן משאבים
ייצור סוללות ליתיום מתחיל עם מיצוי משאבי מינרלים מרכזיים, כולל:
לִיתִיוּם(מאגמי מלח או מכרות סלעים קשים-)
נִיקֵל
קובלט
גרָפִיט
סין מחזיקה כרגעכ-85% מיכולת עיבוד הליתיום קרבונט בעולם.
הגודל שוק סוללות הליתיום הסיני הגיע לכ-1.75 טריליון יואן בשנת 2024.
Midstream: Manufacturing Core
מגזר הביניים מתמקד בייצור חומרי סוללות ובייצור תאים.
ארבעה חומרים מרכזיים
חומר קתודה:~40% מעלות הסוללה
חומר האנודה: ~10–15%
אלקטרוליט: ~10–15%
מפריד: ~8–12%
תהליך ייצור
הכנת חומר
→ ייצור תאים(ליפול או ערימה, מילוי אלקטרוליטים)
→ מכלול מארז סוללות (PACK, כולל BMS)
מגזר הייצור באמצע הזרם אחראיכ-70% מסך עלות הסוללה.
במורד הזרם: שוק האפליקציות
1. סוללות מתח (מנהל התקן לצמיחה הגדולה ביותר)
בְּעֵרֶך62% מהשוק
2. סוללות לאחסון אנרגיה (עקומת צמיחה שנייה)
גדל במהירות לסביבה25%
3. סוללות לצרכן
משמש באלקטרוניקה ניידת ובמכשירי צריכה.
איור 2: ייצור ליבות - "ארבעת חומרי המפתח" והולדתו של תא סוללה
1. חומרי קתודה (מקור אנרגיה)
מלחי ליתיום (ליתיום קרבונט / ליתיום הידרוקסיד)
→ תהליך סינתזה
← חומרים קתודה כגון:
חומרים טרינריים-ניקל גבוה (NCM811)
ליתיום ברזל פוספט (LFP)
מגמות הטכנולוגיה הנוכחיות מתקרבותתכולת ניקל גבוהה יותרלצפיפות אנרגיה גבוהה יותר.
2. חומרי אנודה (מארח אחסון ליתיום)
גרפיט טבעי
גרפיט מלאכותי
מגמת אבולוציה עתידית:
סיליקון-חומרים מרוכבים מפחמן
3. מפריד (מחסום בטיחות)
שני סוגים עיקריים:
מפרידי תהליך רטוב(דק יותר, ביצועים טובים יותר)
מפרידי תהליך יבש(עלות נמוכה יותר)
4. אלקטרוליט (מדיום הובלת יונים)
אלקטרוליטים נוצרים על ידי ערבוב:
ממיסים
מלחי ליתיום
תוספים
5. תהליך ייצור תאים
השלבים העיקריים כוללים:
עִרבּוּב
→ ציפוי
← לוח שנה
→ ערימה או סלילה
← מילוי אלקטרוליט
→ איטום ואריזה
זה מספק את המדיום עבורהובלת ליתיום-בין אלקטרודות.
איור 3: מנהלי התקנים של יישומים ומערכת לולאה סגורה ירוקה-
מנהלי התקנים של שוק האפליקציות
מנהלי התקנים של שוק האפליקציות
רכבים חשמליים (סוללות חשמל)
הביקוש לסוללות ליתיום מונע מאוד על ידיתעשיית רכב אנרגיה חדשה.
סוגי הסוללות כוללים:
רכבים-יוקרתיים:סוללות ליתיום טרנריות
רכבים ברמת הכניסה-:סוללות ליתיום ברזל פוספט
מערכת אחסון אנרגיהגְבֶרֶת
הקטגוריות העיקריות כוללות:
אחסון בקנה מידה שירות-(צד ייצור חשמל)
אחסון אנרגיה מסחרי ותעשייתי
אחסון אנרגיה למגורים
מוצרי אלקטרוניקה ותחומים מתפתחים
היישומים כוללים:
מוצרי אלקטרוניקה 3C
מזל"טים
תעשיות כלכלה-נמוכה
שרשרת תעשיית מיחזור מעגלית
סוללות שיצאו משימוש נכנסות לשרשרת המיחזור:
סוללות משומשות
→ יישומי חיים-שניים(אחסון אנרגיה,-רכבים חשמליים במהירות נמוכה וכו')
→ מיחזור חומרים
תהליכי המיחזור כוללים:
הִתפָּרְקוּת
הידרומטלורגיה / פירומטלורגיה / תהליכים מכניים
תהליכים אלו משחזרים מתכות יקרות ערך כגון:
לִיתִיוּם
נִיקֵל
קובלט
לאחר מכן נעשה שימוש חוזר בחומרים שהוחזרו לייצורחומרים קתודה, יוצר מחזור-סגור:
משאבים ← מוצרים ← מיחזור ← משאבים מחודשים
זה קובע את אמערכת אקולוגית מעגלית בת קיימא לתעשיית סוללות הליתיום. 🔋🌱
