Производство литий─ионных аккумуляторов

Производство литий ионных аккумуляторов как бизнес в 2020 — VIP идеи

Учитывая популярность аккумуляторов сегодня, многие стремятся открыть свое дело, заработать на их изготовлении. Однако технология производства аккумуляторов настолько сложна, что без специального образования и опыта здесь не обойтись, это может быть просто опасно.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Аккумуляторные батареи незаменимы в современной жизни. Это дополнительные источники энергии, которые можно подвергать повторной зарядке, что очень удобно и выгодно.

Аккумуляторы, как правило, состоят из нескольких источников питания, которые объединены в один, который дает большую мощность.

При этом можно получить батарею, которая будет давать именно столько напряжения, сколько нужно для обеспечения работы того или иного агрегата.

В наше время существуют несколько определенных типов аккумуляторов, которые изготавливаются по специальным технологиям. Отличается не только тип работы, но и используемые материалы. В результате получаются более или менее качественные аккумуляторные батареи, которые существенно разнятся по цене.

Аккумуляторы в наше время очень востребованы. Они используются во всех сферах жизни. Это могут быть и отдельные батареи для небольших бытовых либо цифровых устройств, и для автомобилей, и для промышленного производства.

Изготовление аккумуляторных батарей может быть очень выгодным бизнесом, но подобная предпринимательская деятельность требует особых знаний, сложного оборудования, надежных поставщиков продукции и хороших вложений.

Только тогда можно получить высокоприбыльный бизнес, который будет приносить доход круглый год.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Виды аккумуляторных батарей

В наше время наиболее популярными вариантами являются батареи никель-кадмиевого, литий-ионного и свинцового типа. Кроме того, они отличаются и по виду используемых электролитов, которые могут быть щелочными и кислотными.

Для каждого типа устройств используются определенные разновидности аккумуляторных батарей. К примеру, для цифровых устройств и домашней бытовой техники лучше всего подходят литий-ионные. Эти батареи считаются наиболее качественными и долговечными.

Но они дороже своих никель-кадмиевых аналогов. Свинцовые аккумуляторы в основном используют в автомобильной промышленности. На такой продукции можно заработать больше всего, но и вложения будут внушительными. По своему типу свинцовые аккумуляторы тоже отличаются.

Они могут быть сурьмосодержащими, кальциевыми, гибридными, гелевыми.

В любом случае для каждого отдельного вида аккумуляторных батарей необходимо специального оборудование. Само по себе производство аккумуляторов является очень сложной задачей, с которой могут справиться только опытные профессионалы. Не нужно забывать и о том, что при изготовлении батарей выделяется немало вредных веществ, поэтому цех должен находиться в промышленной зоне.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Если предприниматель собирается вложиться в открытие завода по изготовлению аккумуляторных батарей, ему необходимо подготовиться к тому, что данный процесс будет сложным.

Для организации бизнеса понадобятся определенные знания. Если у бизнесмена их нет, нужно будет нанять опытных специалистов на руководящие должности.

Их работа будет оплачиваться дорого, но без правильной организации устроить бизнес по производству аккумуляторов будет трудно.

Технология производства аккумуляторов

Что касается производства аккумуляторных батарей, опытные предприниматели утверждают, что это очень сложный тип бизнеса, поэтому открывать свой завод с нуля без каких-либо навыков в данной области не стоит, так как это очень опасно.

Но даже тем, кто хорошо знает весь процесс и технологию производства аккумуляторов, стоит обзавестись надежными партнерами. Так можно будет проще организовать бизнес.

Без четкого плана работы тут не обойтись, уж слишком серьезное это дело и большие вложения. Кроме того, чтобы создавать батареи и выгодно их продавать, нужно наладить систему поставок и сбыта.

Это очень важно, так как ненадежные поставщики могут испортить репутацию завода.

Для крупных клиентов своевременное получение товара является одним из основных условий, без соблюдения которого не будет эффективного сотрудничества.

Производство литиевых батарей

Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее популярными, поэтому данному типу батарей стоит уделить особое внимание. В данном случае необходимо осуществить покрытие металлической фольгой активных электродов.

Материал, который необходим для сборки аккумулятора, поступает в цех в виде порошка черного цвета. При этом отдельно должны храниться компоненты для двух основных элементов. Если они будут смешаны, то это сделает аккумулятор непригодным для использования. Чаще всего для изготовления катодов и анодов предусмотрены различные помещения.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Электронные материалы должны быть смешаны до получения однородной суспензии. Затем ее нужно нанести на пленку и высушить. Самым ответственным этапом в этом деле является нарезка готовой пленки.

Если в это время произойдет какой-либо сбой либо отклонение, это приведет к замыканию элементов. Чтобы не допустить подобных неприятностей, используются исключительно высококачественные и высокоточные машины.

Более того, тут многое зависит и от человеческого фактора, поэтому не стоит экономить на квалифицированном персонале.

Вся основная работа проводится на специальном оборудовании. Крупные заводы используют полностью автоматизированное оборудование для производства. Это позволяет в больших количествах производить качественную продукцию. Для создания литий-ионных аккумуляторных батарей необходимо оборудовать цех:

  • спектрометром-анализатором химсостава материалов;
  • электронным микроскопом для сканирования изделий и элементов;
  • калориметром, позволяющим определить тепловое свойство материала;
  • вибрационными столами и климатическими камерами, чтобы настроить производительность ячеек;
  • тестовое оборудование, которое позволит точно установить сроки эксплуатации аккумулятора и количество циклов зарядки.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Производство свинцовых батарей

Как уже говорилось выше, такой тип аккумуляторов в основном применяется в автомобильной промышленности. Для этого нужно специальное оборудование для производства и материалы.

Все это стоит больших денег, поэтому даже на начальном этапе организация производства автомобильных аккумуляторных батарей обойдется в крупную сумму.

Однако от такой деятельности вполне можно ожидать хорошей отдачи.

Дороже всего обходится оборудование для производства, но нельзя не отметить и специальные материалы, без которых невозможно изготовить свинцовые батареи. Например, понадобятся мощные пластиковые корпусы, которые смогут выдержать воздействие агрессивной среды. Такой корпус называют моноблоком.

Сами свинцовые пластины являются тоководами. Сетка может быть заполнена чистым свинцом, но такие батареи отличаются малой мощностью. Чтобы улучшить качество продукции, необходимо использовать смеси металла. Иногда свинец смешивают с сурьмой, кальцием и иными элементами, которые благоприятно влияют на свойства аккумуляторных пластин.

Наиболее часто можно встретить в продаже автомобильные аккумуляторные батареи из свинца с примесью сурьмы и кальция. Первый тип считается хуже, так как тут пластины весят больше, а служат меньше.

Если для аккумуляторной батареи был использован свинец с кальцием, такая продукция будет более легкой и долговечной.

Свинцово-кальциевые пластины не осыпаются со временем и являются более прочными, поэтому аккумулятор будет служить значительно дольше.

Запуск производства аккумуляторов можно разделить на этапы:

  • Составление бизнес плана, проведение маркетингового исследования.
  • Поиск инвесторов.
  • Регистрация деятельности, получение разрешительной документации.
  • Аренда и обустройство цеха в соответствии с СанПиНом 2.2.1/2.1.1.1200-03
  • Приобретение оборудования.
  • Запуск производства.
  • Реклама и реализация продукции.

Сколько можно заработать на изготовлении элементов питания

Рентабельность бизнеса составляет 30%. После составления бизнес плана и реализации идеи можно ожидать окупаемость проекта в первый год производства (при использовании механического оборудования, стоимостью 500 тыс. руб.).

Сколько необходимо денег для старта

Организация цеха по производству аккумуляторов требует серьезных капиталовложений. Полностью автоматизированная линия обойдется в 10 млн. руб. Затраты на выпуск батарей зависят от объема производства и степени автоматизации цеха.

Оборудование механизированного типа обойдется несколько дешевле – 500 тыс. руб. Также в расходы компании стоит включить аренду и обустройство цеха – 50 тыс. руб., получение разрешений – 200 тыс. руб., проведение рекламной кампании – 50 тыс.

руб.

Расширить ваши знания о том, как эффективно вкладывать, помогут опытные инвесторы. Заходите в наш клуб Территории Инвестирования и узнавайте все секреты инвестирования в недвижимость и различные активы.

Как выбрать оборудование для производства аккумуляторов

Для производства аккумуляторных батарей необходимо приобрести специальное литейное оборудование. Также потребуются мельницы для переработки свинца, смесители, намазочные машины. Для реализации бизнес проекта следует обратиться к производителю оборудования, который и составит необходимую линию.

Какой ОКВЭД указать при регистрации деятельности

При заполнении регистрационных документов для обозначения деятельности указывается код ОКВЭД 27.20.

Какие документы потребуются для создания бизнеса

Открыть производственный цех можно как в качестве индивидуального предпринимательства, так и юридического лица. Наиболее распространенная вторая организационно-правовая форма. Для оформления ООО потребуется предоставить устав компании и решение всех учредителей организовать деятельность.

Читайте также:  Утепление аккумулятора автомобиля своими руками

Какую систему налогообложения использовать для уплаты обязательных платежей

Целесообразно использовать УСН со ставкой 6%. Данная система налогообложения может быть применена как ИП, так и ООО. Для уплаты обязательных платежей по УСН необходимо при регистрации деятельности написать заявление.

Нужно ли разрешение на открытие бизнеса

Закон «О лицензирование отдельных видов деятельности» от 8 августа 2001 года №128-ФЗ предусматривает получение специального документа на производство аккумуляторных батарей. Кроме того, разрешения выдаются СЭС и пожарной инспекцией. Сам процесс оформления пакета разрешений является сложным и хлопотным. Именно поэтому рекомендуется обратиться к профессиональному юристу за помощью.

Если вы хотите хорошо зарабатывать без больших инвестиций, стоит рассмотреть, как возможность, арендный бизнес на автомобилях. Смотрите о доходных инвестициях в авто и узнавайте как можно быстро окупить вложения и получить хорошую прибыль.

Производство литий-ионных аккумуляторов

Любой прибор для превращения химической энергии в электрическую должен иметь активный металл с большим отрицательным потенциалом. То есть разность потенциалов на катоде и аноде должна быть максимальной. Оптимальными свойствами обладает литий.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Устройство аккумуляторов

Легкий металл используется в виде химических соединений графита и литий-кобальт-оксида (LiCoO2), нанесенных в виде обмазки на медную и алюминиевую фольгу. Могут использоваться другие соли на основе лития. Весь процесс производства li-ion аккумуляторов состоит из этапов:

  • изготовление электродов;
  • сборка активной части и создание защиты;
  • упаковка, внесение электролита;
  • проверка работоспособности.

Две ленты сматываются в рулон или собираются из листов в корпус. Свободное пространство заливается электролитом, выполняются клеммные выводы в герметичном контуре. Литий-ионные аккумуляторы залиты жидким электролитом, литий-полимерные – гелевым.

В результате получаются приборы разных форм и габаритов. В пересчете на объем активной массы, характеристики:

  • плотность 150-200 Вт-ч/кг или 350-450 Вт-ч/л;
  • напряжение 3,6-3,7 В;
  • потеря 20 % емкости после 500-1000 циклов зарядки;
  • рабочие температуры -20 ~ +50 0.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Применение компактные батарейки получили в ноутбуках, сотовых телефонах, фотоаппаратах. Ими оснащают электромобили. Производство литиевых аккумуляторов несложное, не требует больших площадей. Основные производственные площадки расположены в Азии, развивается производство литиевых аккумуляторов в РФ. Здесь построен самый большой «Ли-ион» завод в мире, в пригороде Новосибирска – Толмачево.

Технология производства литий-ионных аккумуляторов

Аноды и катоды в элементах сходны по форме, но имеют разное содержание. Смешение мелких компонентов до нанесения на анод или катод недопустимо. Поэтому, в производстве разнозаряженных полос для литиевых батарей, оборудование используется одно, а производственные площадки разные.

Этап 1.

Подготовка активного слоя для нанесения на фольгированную основу. В трубчатой печи состав спекается в однородную массу при температуре 1200 0 С.

Полученное сырье размалывается на мельницах до мелкодисперсного состояния и тщательно перемешивается для полной однородности. Состав наносят на проводящую ленту, закрепляют в термопечи.

Прецизионным прессом прокатывают заготовку и направляют с цех сборки.

Этап 2.

На высокоточном оборудовании нарезают материал на ленты или листы, снова сушат при 250 0, собирают в последовательности катод, анод в многослойную конструкцию определенной формы. Соединяют ультразвуковой сваркой отдельно катодные и анодные лепестки, выводят контакт на токосъемник. Происходит придание нужной формы и проверка элемента на КЗ.

Этап 3.

Приваривается отрицательная клемма и создается углубленный контур для последующей впайки крышки.

В атмосфере инертного газа в корпус закачивается порция электролита, крышка устанавливается, центруется и сваривается, проверяется герметичность корпуса.

Готовый элемент обертывается термоусадочной пленкой. На поверхности остаются только выводы полюсов. Здесь же проводится первичная зарядка батареи.

Этап 4.

На заключительном этапе производства литий-ионных батарей выполняют контроль качества, проверку емкости и замеры сопротивления. Сохранность батарей обеспечивается при температуре 0-10 градусов. За 2 года батарея без употребления может потерять 20 % от первоначальной емкости. При периодической разрядке – зарядке батарея выдерживает до 1000 циклов.

Производство литий-ионных аккумуляторов в России

Производство литий─ионных аккумуляторов

Производством, разработкой и исследованием литиевых аккумуляторов в России занимаются международные корпорации. Одна из них «НПО ССК (SSK group) создана на предприятиях «Радуга», расположенным в г, Сасово Рязанской области, на Украине и в Индии. Здесь освоена технология изготовления батарей емкостью до 1000 А-ч и напряжением до 300 В. Они могут работать в диапазоне температур -40 +90 , выдерживать до 3000 циклов разряда.

Есть Научный центр «Автономные источники тока». Располагается он в Сколково. Продукция рассчитана для систем накопления большой мощности (СНЭ), выпускается на крупногабаритный транспорт.

Крупнейшее в мире производство li-ion аккумуляторов в России построено в Новосибирске, как российско-китайское производство. Завод «Лиотех» производит изделия емкостью 200-700 А-ч, работающие при температурах от -45 до +65 градусов. Промышленное производство в 1 млн. штук в год призвано обеспечить 5 000 автобусов.

Характеристики продукции «Лиотех»

Производство литий─ионных аккумуляторов

Развиваются производства, по ассортименту и количеству продукции уступающие зарубежным компаниям:

  • АК «Ригель»;
  • ОАО»Энергия»;
  • НИИХИТ-2.
  • Россия может производить литиевые батареи с довольно низкой себестоимостью – металл получают в Новосибирске, остальные компоненты также отечественные.
  • Видео
  • Предлагаем познакомиться с производством литиевых аккумуляторов в России на крупнейшем предприятии «Лиотех»

Производство литий ионных аккумуляторов

Литий ионные аккумуляторы – самые качественные и долговечные источники питания, которые идеально подходят для бытовой техники и цифровых устройств. Они дороже аналогичных изделий из кадмия и никеля, поэтому их производство – прибыльный бизнес. Но в данной отрасли предпринимательства много нюансов, которые необходимо учитывать.

Нужно ли разрешение на открытие бизнеса

Перед открытием бизнеса по производству литий ионных аккумуляторов, необходимо зарегистрироваться как объект предпринимательства. Легальное изготовление батарей стоит начать с выбора юридической формы компании. Для массового производства продукции лучше всего сразу зарегистрировать ООО.

Если планируется работа с частными лицами, можно зарегистрироваться как ФЛП, так как данное оформление требует меньше усилий и времени.

Независимо от формы регистрации, каждый предприниматель должен понимать, что доход возможен только в случае зарегистрированной деятельности, которая внесена в реестр плательщиков.

После регистрации юридического лица следует зарегистрировать налог на добавленную стоимость (НДС) и открыть банковский счет. Также должны быть оформлены необходимые документы о праве собственности на здание, в котором планируется производство литий ионных аккумуляторов с перечнем обязательных требований к нему.

Особенности производства

Технологии производства литий ионных аккумуляторов довольно существенно различаются, поскольку существуют батареи различных характеристик и форм-факторов. Для аккумуляторов всех форм-факторов существует алгоритм производства, включающий в себя следующие этапы:

  • Изготовление электродов.
  • Сборка электродов в аккумуляторы.
  • Установка защиты.
  • Упаковка в пластиковый корпус.
  • Заливка электролитом.
  • Герметизация.
  • Тестирование.
  • Зарядка.

Особенности производства связаны с применением высокоактивных химикатов, которые используются в литиевых ячейках.

Катоды и аноды похожих форм производятся на таком же оборудовании, их нельзя смешивать во избежание разрушения батареи. Для производства анодов и катодов нужны разные помещения.

Для современного производства литий ионных аккумуляторов нужны большие помещения и высокотехнологичное оборудование, которые можно импортировать из-за границы.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Требования к помещению

Такой многостадийный процесс, как производство батареек, требует тщательного контроля качества продукции и специального оборудования, которое требуется для изготовления аккумуляторов различных типов.

Процесс производства таких изделий сопровождается выделением большого количества вредных веществ, поэтому важно, чтобы производственный цех находился в промышленной зоне.

Аккумуляторное помещение обычно имеет пять зон:

  • Зарядная.
  • Агрегатная.
  • Ремонтная.
  • Щелочная.
  • Кислотная.

В ремонтном отсеке устанавливают подъемные механизмы с взрывозащищенным исполнением. В щелочном отделении осуществляют зарядку и хранение аккумуляторов, размещают шкафы с вытяжками. Комната с необходимой зарядной аппаратурой должна быть отделена от других помещений противопожарной стеной.

Общеобменная вентиляция и защита от взрыва – необходимость для всех зон с химически активным фоном. В случае отключения вентиляции должна быть предусмотрена автоматическая блокировка тока для зарядки аппаратуры. Для освещения применяются взрывозащищенные светильники и лампы.

Средства для пожаротушения должны быть установлены во всех функциональных пространствах цеха!

Материалы

Основы для производства анодов и катодов поставляются в виде черного порошка мелкой фракции. Частицы гладкой сферической формы имеют закругленные края.

Читайте также:  Замена аккумулятора iphone 5s

Здесь очень важно качество продукции, поскольку шелушащаяся поверхность и острые кромки особенно чувствительны к высокой электрической нагрузке.

Для производства катодов применяют смесь кобальта и никеля, иногда в состав включается марганец.

Для призматических литий ионных аккумуляторов нужны прямоугольные электроды, укладываемые через сепаратор друг на друга.

Для улучшения стабильности применяют электролитные добавки, которые предотвращают деградацию раствора. Состоят они из органических растворителей.

Надежный электролит выдерживает высокие температуры и напряжение, обеспечивает подвижность ионов лития, что приводит к увеличению срока эксплуатации батареи.

Для сборки электродов необходим высококачественный фиберглассовый стеклопластик с возможностью приваривания токовывода, заливки электролитов и герметичного закрытия.

Технология изготовления

Сходные по форме аноды и катоды имеют различное содержание. Смешивать мелкие компоненты перед нанесением на аноды и катоды не допускается. Изготовление разнозаряженных лент для литий ионных аккумуляторов допускается только на отдельных производственных площадках. Технология изготовления батареи включает в себя четыре основных этапа:

  • Первый этап – активный слой подготавливается для нанесения на фольгу. Из состава делают однородную массу и нагревают ее в трубчатой печи. Сырье поступает на мельницу. Здесь слой перемалывается до состояния мелкодисперсных частиц и полной однородности. Сырье наносится на проводящие ленты и закрепляется в термопечах. Заготовку прокатывают прессом, после чего она направляется в цех сборки.
  • Второй этап – нарезка материалов на листы или ленты, сушка, сборка анодов и катодов в многослойные конструкции. Соединение анодных и катодных лепестков ультразвуковой сваркой, вывод контакта на токосъемник. Здесь аккумулятору придают нужную форму, и элемент проверяется на КЗ.
  • Третий этап – приваривание отрицательной клеммы и создание углубленного контура для последующего впаивания покрышки. Закачка порции электролитов в корпус в атмосфере инертного газа, установка, центровка и сваривание покрышки, обеспечение герметичности корпуса. Обертывание готового элемента термоусадочной пленкой. Проведение первичной зарядки литий ионного аккумулятора.
  • Четвертый этап – выполнение контроля качественных характеристик батареи, проверка емкости и замер сопротивления. Хранят батареи при оптимальной температуре 0-10 градусов.

Залог высокого качества производства литий ионных аккумуляторов – точный подбор электрохимических характеристик элементов и проведение пробных испытаний конечного продукта.

Оборудование

Такой сложный производственный процесс как изготовление аккумуляторных батарей требует соответствующего оборудования. Так, цех необходимо оборудовать следующей аппаратурой:

  • спектрометром-анализатором химического состава сырья;
  • электронными микроскопами с функцией сканирования;
  • калориметрами для определения тепловых свойств материалов и ячеек;
  • вибрационными столами и климатическими камерами для настройки производительности ячеек;
  • тестирующим оборудованием для определения срока службы батареи и циклов ее зарядки.

Сейчас подобное оборудование можно приобрести как от отечественных производителей, так и от импортных. Особенности аппаратуры могут отличаться в зависимости от типа изготовляемой продукции. Ориентировочная цена технологического оборудования для лаборатории составляет от 100 до 350 тысяч долларов США.

Производство литий─ионных аккумуляторов

Сбыт продукции

Широкая область применения таких изделий как литий ионные аккумуляторы, предоставляет большие возможности для сбыта товара. Литий ионные батареи применяются в современных смартфонах и планшетах, электромобилях, гидроскутерах, ручных и садовых инструментах. Использование этого источника питания активно внедряется на рынке подъемного-транспортного оборудования.

Поэтому при налаживании бизнеса предпринимателям не составит труда найти деловых партнеров для организации сбыта качественно изготовленных литий ионных аккумуляторов.

При этом важно придерживаться баланса низкой себестоимости продукции и окончательной стоимости товара для привлечения потенциальных покупателей и обеспечения своего предприятия достаточным доходом для продолжения деятельности.

В целом, производство такой продукции как литий ионные аккумуляторы, является достаточно сложным делом с производственной и юридической точки зрения. Но, достигнув успеха в преодолении трудностей для открытия этого бизнеса, можно рассчитывать на стабильный доход и потребительский спрос на изготовляемые изделия.

Уоррен Баффет поставил на литий-ионные батареи. Как можно заработать вам? :: Новости :: РБК Quote

Цены на литий-ионные аккумуляторы снижаются, а привлекательность производителей электромобилей для инвесторов растет. У автопроизводителей большие планы на будущее, а среди инвесторов в сектор — оракул из Омахи

Производство литий─ионных аккумуляторов

Фото: Tesla

Рынок электромобилей заметно оживился за последние десять лет. На конец 2018 года в мире было уже 5,1 млн электромобилей. А это на 60% больше, чем в конце 2017 года.

Многие автомобилисты перешли на машины с электрической тягой после ужесточения регулирующими органами требований к количеству вредных выхлопов в атмосферу. Это связано с тем, что электромобили считаются более экологичным видом транспорта.

За десятилетие сильно упали и цены на электрокары. Дело в том, что одновременно с ростом продаж электромашин выросло производство аккумуляторных (литий-ионных) батарей, стоимость которых к тому же снизилась на 85%. Аккумуляторы — одна из самых важных, но до недавнего времени чрезвычайно дорогих частей электромобиля. Еще несколько лет назад их стоимость доходила до половины стоимости машины.

Помимо автомобилей, литий-ионные аккумуляторы как накопители энергии используются во многих областях экономики. Так что есть много способов, чтобы заработать на аккумуляторах, считают в CNBC. Наиболее очевидным вложением могут быть бумаги автомобильных компаний — таких как Tesla или Ford.

Когда появились литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы были разработаны еще в 1970-х годах. Но только в 1991 году компания Sony нашла им первое коммерческое применение. Она встроила их в портативный видеорегистратор.

Сейчас такие батареи можно найти почти везде — от айфонов до медицинских приборов, самолетов и международной космической станции. В прошлом году трем ученым, разработавшим литий-ионную батарею, была присуждена Нобелевская премия по химии.

Литий-ионные батареи — это ключ к снижению зависимости от ископаемого топлива, пишет CNBC. По оценкам швейцарского банка UBS, за ближайшее десятилетие рынок накопителей энергии может вырасти до $426 млрд.

Tesla — первопроходец на рынке электромобилей

Первой автомобильной компанией, которая выпустила на рынок электромобиль с питанием от литий-ионной батареи, стала Tesla: в 2008 году был представлен полностью электрический спортивный автомобиль Tesla Roadster.

В то время автопроизводители разрабатывали гибридные модели, сочетающие бензиновый и электрический двигатели. О полностью электрической тяге речь не шла, поскольку такие автомобили стоили недешево. К примеру, Tesla продавала Roadster за $110 тыс.

Сейчас производство электромобилей — уже более выгодный и менее трудозатратный бизнес, чем выпуск машин с бензиновым мотором. Практически все автопроизводители либо уже продают, либо планируют выпускать полностью электрические или по крайней мере гибридные автомобили.

В ноябре Ford сообщил, что начинает прием заказов на Mustang Mach-E. Это полностью электрический автомобиль легендарной модели. Ford разработал Mustang Mach-E одним из первых в линейке 40 электромобилей, которые Ford планирует изготовить к 2022 году.

Volkswagen в марте пересмотрел свои планы по производству электромобилей. К 2028 году компания намеревается выпустить 70 новых моделей электромобилей. Предыдущий ориентир составлял 50 машин.

В прошлом году глава концерна GM Мэри Барра сообщила инвесторам, что в 2021 году компания планирует выйти на безубыточное производство электромобилей. А британский Jaguar Land Rover, принадлежащий индийской Tata Motors, намерен в ближайшее десятилетие превратить компанию в чистого производителя электромобилей.

По данным Международного энергетического агентства, в мире только за 2018 год было продано 1,98 млн электромобилей, заряжаемых от внешнего источника питания.

Как мы писали выше, общее количество машин на электрической тяге составило 5,1 млн. Пока это относительно немного, поскольку сейчас на дорогах в совокупности более 1 млрд автомобилей.

Однако эксперты ожидают, что доля электромобилей будет расти.

Bloomberg NEF прогнозирует, что к 2040 году из общего объема продаж 57% придется на электромобили.

Как и многие автопроизводители, Tesla отдает производство батарей на аутсорсинг. Специально для Tesla их делает японская Panasonic. Впрочем, самой разработкой батарей производитель занимается сам.

Не так давно аналитики Credit Suisse написали, что отдают должное компании Tesla за разработку батарей. Акции компании демонстрируют наихудшую динамику в секторе, однако у Tesla есть преимущество перед другими производителями электромобилей, считают в банке. И это сфокусированность Tesla на аккумуляторах для электромобилей.

«Мы считаем, что Tesla является лидером в областях, которые могут определить будущее автомобилестроения. Это программное обеспечение и электрификация», — заявил аналитик Credit Suisse Дэн Леви.

Читайте также:  Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля

Недавно издание Reuters провело исследование, назвав имена крупнейших в мире производителей аккумуляторных батарей для электромобилей. Лидер этого рынка — китайская Contemporary Amperex Technology. Она сотрудничает с такими автопроизводителями, как BMW, Volkswagen, Daimler, Volvo, Toyota и Honda.

Уже упомянутая Panasonic — на втором месте. Компания производит аккумуляторы для электромобилей в Японии и Китае. Однако главная фабрика у Panasonic расположена в Неваде (США). Там производятся батареи для машин Tesla.

В тройку крупнейших в мире производителей батарей для электромобилей вошла и китайская BYD. Она использует батареи в основном для собственных автомобилей и автобусов, но планирует запустить производство в Европе. Примечательно, что в BYD инвестировал деньги знаменитый инвестор Уоррен Баффет
. Ему принадлежит 25% компании.

На данный момент аналитики не верят в рост Tesla. Консенсус, собранный сервисом Refinitiv, ожидает, что в ближайший год акции производителя подешевеют на 33%, до $315 за штуку. Тем не менее эксперты, вошедшие в консенсус, рекомендуют держать бумаги Tesla.

По акциям Ford рекомендация также держать. Но эксперты в среднем полагают, что на горизонте года они вырастут на 11%, до $10,23 за бумагу.

Начать инвестировать можно прямо сейчас на РБК Quote. Проект реализован совместно с банком ВТБ.

Литиевые аккумуляторы. Технология производства

Литиевые аккумуляторы:от сырья, до готовых химических источников тока

www.est-nano.ru

Литий-ионный аккумулятор — самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, электромобили, цифровые фотоаппараты и видеокамеры. Литий — наиболее химически активный металл, он является самым легким металлом, в то же время он обладает сильно отрицательным электрохимическим потенциалом.

Благодаря этому литий характеризуется наибольшей теоретической удельной электрической энергией.В литий-ионных элементах ионы лития связаны молекулами других материалов. Наиболее популярными материалами для создания данных аккумуляторов в настоящее время являются графит и литийкобальтоксид (LiCoO2).

Благодаря низкому саморазряду и большому количеству циклов заряда-разряда, Li-ion аккумуляторы наиболее предпочтительны для применения в альтернативной энергетике. Литий-полимерные аккумуляторы (Li-pol) сравнимы с характеристиками литий-ионных аккумуляторов. Благодаря отсутствию жидкого электролита они более безопасны в использовании, компактны и могут быть выполнены в любой конфигурации.

В настоящее время большая часть литий-ионных аккумуляторов коммерческого назначения на самом деле представляет собой литий-полимерные аккумуляторы с гелиевым электролитом.

Современные Li-Ion аккумуляторы обладают следующими характеристиками: плотность – 150-200 Втч/кг или 350-450 Втч/л, рабочее напряжение 3,6-3,7 В и диапазон рабочих температур от -20 до +50◦С. Рабочий ресурс до потери 20% ёмкости составляет 500-1000 рабочих циклов заряд/разряд.

Процесс производства литиевых аккумуляторов, связан с высокой активностью химикатов используемых в литиевых ячейках, аноды и катоды в них имеют похожие формы и изготавливаются схожими процессами на том же оборудовании.

Эти материалы не должны быть смешаны, иначе они могут разрушить батарею. По этой причине аноды и катоды обычно производят в разных помещениях.

Материалы измельчают, чтобы достичь максимальной площади поверхности электродов, что увеличивает ток ячейки.

Рассмотрим последовательность изготовления цилиндрических Li-Ion аккумуляторов оборудованием американской фирмы “MTIcorporation”, которая уже давно зарекомендовала себя на мировом рынке как надёжный производитель и поставщик нано материалов и оборудования.

Шаг 1: Процесс обработки сырья и покрытие электродов

Сначала в трубчатую печь OTF-1200X-4-R помещают активное вещество (сырьё), где оно спекается, температура может достигать 1200оС, затем происходит размалывание спеченного материала низко шумовой шаровой мельницей MSK- FM-1, способной размельчать различные материалы сухим и мокрым методами.

Максимальное увеличение площади электродов и, соответственно, повышение тока ячейки, достигается путем измельчения материала.

Следующий этап — это смешивание под вакуумом до образования суспензии с помощью вакуумных миксеров MSKSFM-6 или более крупной модели MSKSFM-7, способных достичь наилучшей дисперсии и однородности суспензии без образования пузырьков газа.

Затем ракельной установкой MSK-AFA-E300, полученную суспензию слоями наносят на токоприёмник, после чего плёнка подвергается термической обработке в печи, так как оно должно иметь не только определённый химический состав, но и влажность. Далее рулон помещается в электронный прецизионный пресс прокатки MSK-HRP-01. На лучших заводах используют полностью автоматизированную сборку, но все еще много небольших производств, где используют ручной метод сборки.

Шаг 2: Придание формы и подготовка к сборке

Специальной полуавтоматической установкой резки MSK-CSE-300 , полученные заготовки разрезают на полосы, требуемых размеров, в зависимости от параметров электрода.

Полосы электродов необходимо просушить, для чего используется вакуумная печь серии EQ-DZF-6050 , рабочая температура которой, достигает 250оС.

Стоит отметить, что любые неровности в нарезке могут привести к внутренним коротким замыканиям в ячейке, поэтому такие машины высокоточные и требуют профессионального обслуживания.

Следующий этап: ультразвуковым сварочным аппаратом типа MSK-800, многослойные электроды соединяются с токосъёмниками. Обмоточная установка MSK-112A-Cylinder, позволяет аноду и катоду придать форму аккумулятора. Далее, проходит тест на короткое замыкание и сохранность, и для удаления имеющейся влаги аккумулятор помещают в вакуумную печь.

Шаг 3: Сборка аккумулятора пока невозможна без применения ручного труда. Но она грамотно организована: везде, где только возможно, применяется специальное оборудование и конвейера.

Точечным сварочным аппаратом MSK-330A приваривается отрицательная клемма, затем пазовальным станком MSK-500 вокруг создаётся углубление, что в дальнейшем позволяет установить крышку аккумулятора.

В перчаточном боксе EQ-VGB-6 в корпус производят инъекцию электролита дозатором BD-10ML. В бокс закачан инертный газ, для того, чтобы в аккумулятор не попал кислород, который может служить окислителем и тем самым вывести аккумулятор из строя в короткое время .

Там же происходит центровка крышки, с последующей герметизацией устройством опрессовки MSK-510. Это выполняется в сухих условиях, так как электролит реагирует с водой. Вода приводит к разложению электролита и образованию токсичных газов.

Далее следует обернуть готовый аккумулятор термоусадочным ПВХ для изоляции положительной и отрицательной клемм.

Когда аккумулятор собран – с помощью анализатора BST8-3 он должен пройти как минимум один контрольный заряд/разряд для активации рабочих материалов, преобразующий их в рабочее состояние

Шаг 4: Контроль качества

Последний этап – это проведение испытания на производительность аккумулятора и измерение внутреннего сопротивления.

На протяжении всего производственного процесса необходимы жесткие допуски и строгий контроль.

Загрязнения и физические повреждения на электродах особенно опасны, так как они могут привести к повреждению сепаратора, вследствие чего возникают короткие замыкания в ячейке.

Наряду с контрольно-измерительной аппаратурой на самом производстве, производитель должен иметь лабораторию для полного анализа используемых материалов, а также проводить анализ отказов.

  • Ниже приведен список некоторого оборудования:
  • · Оборудование для тестирования циклов заряд/разряд и проверки срока эксплуатации.
  • · Климатические камеры и вибрационные столы для исследования производительности аккумуляторов при ожидаемых условиях эксплуатации.
  • · Оборудование для механического стресс-теста.
  • Преимущества Li-Ion аккумуляторов:

Высокая энергетическая плотность (ёмкость). Низкий саморазряд.

Отсутствует эфект «памяти» Не требуют обслуживания.

Под воздействием заряда Li-ion аккумуляторы могут снижать ёмкость в зависимости от температурного режима. Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-ионный аккумулятор. Оптимальные условия хранения этих аккумуляторов достигаются при 40-процентном заряде от ёмкости аккумулятора и температуре 0-10 градусов.

Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются. Через 2 года батарея теряет около 20 % ёмкости. Соответственно, нет необходимости чрезмерно увлекаться «экономией» его ресурса.

При покупке обязательно посмотрите на дату производства, чтобы знать, сколько данный источник питания уже пролежал на складе.

В случае, если с момента изготовления прошло более двух лет, лучше воздержитесь от покупки.

С первого взгляда может показаться, что процесс изготовления литиевых аккумуляторов достаточно сложный и трудоёмкий, но это не так. Благодаря новейшим технологическим разработкам, большую часть высокоточной работы выполняют машины.

Для изготовления аккумуляторов не является обязательными наличия огромных производственных площадей и специализированных условий.

Благодаря компактности оборудования, весь процесс может быть ограничен лабораторией, а ориентировочная стоимость необходимого комплекта технологического оборудования, составит порядка от 100 до 350 тысяч долларов США в зависимости от требуемой производительности.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *