锂离子电池路线图英

锂离子电池路线图-迈向2030年的工业化前景 2023年12月 锂离子电池路线图-迈向2030年的工业化前景 2 Contents Contents 行政摘要... 1� 介绍1�1�介绍和动机1�2�方法学1�3�LIB专利分析 2� 申请和要求 15 2技术要求 16 2体积要求 20 2生态、经济和其他要求 22 3� 工业和技术路线图 26 3�1�电池材料 29 3.1.1.阴极材料............................................................................................... 29 3.1.2.正极材料产能。。。。。 35 3.1.3.阳极材料. 37 3.1.4.阳极材料生产能力.................................................... 39 3.1.5.其他细胞成分......................................................................................... 41 3.1.6.按化学划分的电池生产能力。............................................................................. 43 3�2�电池 45 3.2.1.电池设计趋势. 45 3.2.2.电池生产趋势. 49 3.2.3.按制造商位置和来源划分的电池生产能力。。。。。 53 3.2.4.按格式划分的细胞生产能力..................................................................... 55 3.2.5.生产实施与产业结构的合理性. 57 3�3�电池组和系统 59 3�4�电池回收 65 4� 实施展望 67 4技术路线图 68 4.1.1.业绩优化。。。。。。。。。 68 4.1.2.成本优化。。。。。。。。。。。。 69 4.1.3.生态优化。。。。 71 4电池需求和生产 73 4.2.1、电池市场及需求预测. 73 4.2.2.电池材料及电芯生产。。。。 74 4欧洲电池 77 缩写列表80 参考文献------------------------- 执行摘要 执行摘要 2 执行摘要 执行摘要 锂离子电池（LIB）的市场继续扩大，跨境，尽管有危机。到2023年 ，销售额可能会超过首次达到1TWh标记。到2030年，需求是expec-ted超过三倍至超过3TWh。近年来的高增长率将继续下去。 Thetransitionfromgigawatthourstoterawatthoursindemandandproductionhasmanyimplicationsfortheindus-try,butalsofortechnologydevelopmentandtherequirementsforbattery.Forexample,recentregulatoryrequirementsemandatebaturesustainability. 以及更多的技术因素，例如能量密度和范围，至少在较小的车辆和大众细分市场中。随着市场的持续增长，未来利益相关者和国家将拥有的生产本地化和价值创造份额的问题将变得更加重要。 这项研究“锂离子电池路线图-迈向2030年的工业化前景”试图通过关注行业的扩展活动来考虑LIB作为既定技术的地位，同时仍然考虑到材料等众多技术挑战最终处理报废电池。结果是对该行业的量化，直到2030年，并评估在材料，电池，生产，系统和回收领域的方法，不仅根据其性能，而且根据它们对三个关键趋势的重要性：-生产性能优化的电池，生产特别低成本的电池和生产特别可持续的电池。 LIB目标系统和工业实施 性能优化电池有雄心勃勃的发展目标。在接下来的几年中，目标是显着增加能量密度的参数 特别是快速充电能力。看到超过800Wh/l和超过 行业路线图中的350Wh/kg。对于某些旗舰车辆，充电速率将加速到4C ，从而达到10到20分钟的范围。为了实现这些目标，业界正在转向高镍阴极、硅阳极以及改变空间要求、热耦合和安全特性的新电池和电池组设计。这些目标听起来令人印象深刻，技术方法非常有前途。 然而，越来越多的人质疑这种“一流”的方法是否适合大规模生产，以及它们是否与第二专业兼容，甚至可能 降低电池成本的更重要的发展目标。电池组级别的成本目标仍远低于 100EUR/kWh。与今天的成本相比，这可能意味着减少30至50％ 。行业旨在通过 使用无钴和无镍材料，使电池标准化并将其直接集成到电池组中。新的制造工艺也可以通过利用能源和设备成本以及标准化工厂本身来降低成本。成本还表明，技术不一定是地点中立的。实现最低的电池成本可以与在最有利的生产地点选址工厂联系起来。 非常类似的考虑因素适用于欧盟电池指令所要求的可稳定电池的生产，以及越来越多的汽车制造商。具体来说，可持续性可以影响许多因素，从原始材料提取到生产和使用场景。在未来几年，工业发展可能集中在细胞技术和生产技术上，其中一些 甚至结合可持续性，例如，低CO2低成本的占地面积。这些包括基于铁和锰的阴极， water-basedordryelectrodeprocessing,andusingrecyclingtorecoverymaterialsattheendofthebattery’slife.Thelocationofproductionalsoplaysanimportantroleinsustainability,受可用能源组合和到上游和下游生产现场的距离。 Thethreekeytrendsandtargetsystemsdiscussedinthestudyareparticularlyconditional.Highperformanceissometimesexpensiveandatthelimitsofwhatistechnicallyeverable.The 低环境足迹的高优先级可能会限制某些技术的使用，并且还必须考虑到最终 of-lifetreatmentinthedesignphase.Whiletherearesomecompromisetechnologiesthatcombinedseveraloftheseobjective-tives,thecurrenttrendintheindustryseemstobemoreinthe多元化的方向和电池的生产与明确的配置文件和用例。 针对特定应用定制的电池的开发requirementsgoeshandinhandwithscalingupproduction.Inrecentyears,therehasbeenastrongfocusoncellproduction-tion.Thereareplannedtobuildmorethan10TWhofannual2028年的产能。即使这个数字调整为考虑到实施的可能性和典型的延迟，2028年仍有高达5TWh的电池生产能力。 看上游价值链，显然这个数字很高，反映了一种淘金热。在这里，缩放项目已经宣布，这将使生产 3 执行摘要 2028年约3TWh的阳极和阴极活性材料，这更接近应用的预计电池需求-2至3.5太瓦时的市场。这些数字表明可能是未来几年电池生产项目的整合。与此同时，随着与汽车原始设备制造商的合资企业越来越多地进入价值链的这一部分，很可能很快就会更加关注材料生产。 目前尚不清楚电池回收能力将如何发展。到2030年，特别是生产废物的回收将对该行业发挥重要作用。目前尚不清楚如何处理将被退回的EoL电池。 欧洲正在走向自给自足？ 在欧洲，供需之间仍然存在很大的不平衡。后者预计将在 550GWhin2028duetoincreasedelectricvehicleproduction.Thiscontrastswithannouncationsofplanstobuildcellproductioncapacityof1.7TWh,ormorerealisticallyaround1TWhafteradjustmentsforthepossibilityofimplementation和延误。因此，欧洲的这些数字证实了强烈关注项目和投资的全球趋势 在细胞生产中。可以实现将全球细胞产量的30％定位在欧洲土壤上的目标。 然而，欧洲在阳极材料的生产方面可能仍然疲软，将不得不依赖进口。那里 是否有计划建立周围的生产能力200GWh,主要用于石墨,到2028年。猫的图-预计霍德材料的范围从400到超过600GWh，与预计需求大致相符对于电池。 因此，乍一看，欧洲似乎在价值创造步骤中变得自给自足在这项研究中从材料到电池系统进行了检查。然而，差距仍然存在，而不仅仅是在阳极材料方面，例如在无源电池组件或磷酸铁锂的关键技术方面，这对低成本电池非常重要。到目前为止，还没有关于扩大生产能力的实质性公告 对于这种材料。目前还不清楚哪些制造商打算在电池生产中涵盖这种技术。同样，没有材料制造商尚未承诺建设signifi-硅材料的容量，被认为是下一代LIB技术。 填补这些空白，创造一个有竞争力、自给自足的和可持续的欧洲电池生态系统，一些挑战仍然需要克服。这些包括投资和投资条件，能源成本，培训合格的工人和创造一个连续的地方价值链。简化官僚流程，减少耗时的程序，以及改善政府补贴和融资机制可以帮助吸引更多的工业参与者，并确保与非欧洲国家。 图1：正在考虑的三个LIB目标系统的示意图： (1)性能优化，(2)成本优化和(3)生态优化和可用技术 电池包装富镍CAM 标准化 细胞 SiAAM 能源and 位置成本 800V 系统 Fe-, 锰基CAM 成本- 优化 性能- 优化 智能BMS 生态学- 回收优化 Mini Dry涂层环境 能源mix 无PFAS 4 Zusammenfassung Zusammenfassung 5 Zusammenfassung DerMartfürLithim-IoeBatterie(LIB)wächst,überGre-zedachüberKrasedhiweg.ImJahr2023ötederAbsatzzmersteMaldieMarevo1TWhBatterieapazitätüberschreite.Bis2030sollsichdieNachfragesogarafüber3TWhmehralsverdreiphe.德恩·瓦赫斯特拉顿德莱茨滕·贾赫雷·塞特森要塞。德伯冈·冯UlägstsidreglatorischeAfordergeetstade,diez.B.VorgabezrNachhaltigeitvoBatte-riemache.Eletrofahrzege中的MasseeisatzvoLIBhatdasThemaBatteriepreisideVordergrdddtechical-schereFatorewieEergiedictedReichweite,zmidestimKleiwage-dMasselegmet,ideHitergrd.UdjeweiterderMartwächst,destogewichti-gerwirdachdieFrageachderProdtioloalisiergddemAteiladerWertschöpfg,deAteredNatioeiZfthabewerde. DieStudie“锂离子电池路线图-迈向2030年的工业化前景”vernachlässigen.ImErgebnisstehteineQuantififizierungdieserIndustrieaktivitäte