Thời gian bùng nổ trong pin
Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, đây là thời điểm tuyệt vời để trở thành nhà sản xuất pin: Thế giới có thể thấy 145 triệu xe điện trên đường vào năm 2030, so với 10 triệu vào năm 2020, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Người mua đã đăng ký 3 triệu xe điện mới trên toàn cầu vào năm ngoái. Theo Adamas Intelligence, những chiếc xe đó được trang bị pin 134,5 gigawatt giờ – tăng 40% trong một năm, theo Adamas Intelligence. Bên cạnh đó, nhiều xe điện yêu cầu pin ngày càng lớn hơn để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về phạm vi lái xe, hiệu suất hoạt động nhanh và giờ là kích thước và tiện ích SUV. Ryan Castilloux, giám đốc điều hành của Adamas Intelligence, cho biết COVID-19 hầu như không làm giảm tốc độ tăng trưởng như nấm: “Trong 5 tháng của năm 2021, tổng công suất pin ô tô được triển khai trên các con đường trên thế giới lớn hơn tất cả năm 2018.”
- Các nhà sản xuất xe điện đương đại Amperex Technology Co. (CATL)
đã phục vụ / theo hợp đồng: BMW, Dongfeng Motor Corp., Honda, SAIC Motor Corp., Stellantis, Tesla, Volkswagen Group, Volvo Car Group
Stats : 21,6 GWh được triển khai (từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2021 ) / 26% thị phần / 3.400% tăng trưởng, 2016-20 - Các nhà sản xuất EV của Giải pháp năng lượng LG đã phục vụ / theo hợp đồng: General Motors, Groupe Renault, Stellantis, Tesla, Volvo, VW Group
Stats : 21,4 GWh đã triển khai (từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2021) / 26% thị phần / 1.193% tăng trưởng, 2016 -20 - Các nhà sản xuất xe điện của Panasonic
đã phục vụ / theo hợp đồng: Tesla, Toyota Số
liệu thống kê : 14,1 GWh được triển khai (tháng 1 đến tháng 5 năm 2021) / 17% thị phần / tăng trưởng 214%, 2016-20 - Các nhà sản xuất Samsung SDI
EV đã phục vụ / theo hợp đồng: BMW, Ford, Stellantis, VW Group
Stats : 5,5 GWh đã triển khai (từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2021) / 7% thị phần / 399% tăng trưởng, 2016-20 - BYD Co. _
_ _ _ - Các nhà sản xuất xe điện SK Innovation
đã phục vụ / theo hợp đồng: Daimler, Ford, Hyundai, Kia Số
liệu thống kê : triển khai 3,4 GWh (tháng 1 đến tháng 5 năm 2021) / 4% thị phần / tăng trưởng 226%, 2016-20 - Các nhà sản xuất pin lithium hàng không Trung Quốc (CALB) EV
phục vụ / theo hợp đồng: GAC
Motor , Zhejiang Geely Holding Group Co. - Các nhà sản xuất xe điện công nghệ cao của Gotion đã
phục vụ / theo hợp đồng: Chery Automobile Co., SAIC, VW Group
Thống kê : 1,4 GWh đã triển khai (từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2021) / 2% thị phần / 23% tăng trưởng, 2016-20 - Công ty cung cấp năng lượng ô tô (AESC) Các
nhà sản xuất xe điện đã phục vụ / theo hợp đồng: Groupe Renault, Nissan Số
liệu thống kê : 1,4 GWh được triển khai (từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2021) / 2% thị phần / tăng trưởng 46%, 2016 -20 - Các nhà sản xuất xe điện Ruipu Energy Co. (REPT)
đã phục vụ / theo hợp đồng: Dongfeng, Yudo Auto
Stats : 0,6 GWh được triển khai (từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2021) / 1% thị phần / 100% tăng trưởng, 2016-20Nguồn: Adamas Intelligence, BusinessKorea , Electrive, BMW, Ford, Honda, Volvo
Người chơi lớn thống trị
Chỉ sáu công ty —BYD, CATL, LG Energy Solution, Panasonic, Samsung SDI và SK Innovation — chịu trách nhiệm cung cấp 87% pin và kim loại pin trong xe điện chở khách trong nửa cuối năm 2020. Tesla đã triển khai 22,5 gigawatt-giờ pin trong thời kỳ đó gần bằng năm đối thủ cạnh tranh gần nhất của nó cộng lại: BYD, Hyundai, Mercedes, Renault và Volkswagen của Trung Quốc. Điều mà Castilloux gọi là “cơn sóng thần của nhu cầu” đã gây áp lực chưa từng có lên các chuỗi cung ứng nguyên liệu pin và động cơ, làm tăng giá lithium, niken, coban, neodymium, praseodymium, dysprosium và terbium.
Đáp ứng nhu cầu
Liệu thế giới pin EV có thể đáp ứng nhu cầu EV? Venkat Srinivasan, Giám đốc Trung tâm Hợp tác Argonne về Khoa học Lưu trữ Năng lượng, cho biết để có được bất kỳ cơ hội nào, riêng Hoa Kỳ có thể cần 20 đến 40 gigafactories trong vòng 15 năm, với tổng dung lượng pin mới là terawatt, để đáp ứng nhu cầu dự kiến. Srinivasan nói: “Hiện tại, Hoa Kỳ không có đủ nguyên liệu để làm điều đó, vì vậy việc thay thế và tái chế nguyên liệu sẽ là chìa khóa để thực hiện điều này.
Chạy đua để chống lại sự thống trị của châu Á, General Motors đang xây dựng các nhà máy ở Ohio và Tennessee với tổng công suất 70 gigawatt, gấp đôi so với công suất gigafactory ở Nevada của Tesla. Ford có kế hoạch mở rộng quy mô công suất 140 GW ở Bắc Mỹ vào năm 2030 (và 240 GW trên toàn cầu), hợp tác với SK Innovation của Hàn Quốc. Ford đưa ra con số đó là công suất cây nhà lá vườn trị giá khoảng 6 nhà máy và 10 trên toàn cầu.
Công nghệ cũ, Thủ thuật mới
Từng được coi là tin tức ngày hôm qua, pin lithium iron phosphate (LFP) đang bùng nổ – đặc biệt là ở Trung Quốc, nơi Công ty Công nghệ Amperex Đương đại (CATL), hiện là công ty pin lớn nhất thế giới, cung cấp gói LFP cho Model 3 Standard Range của Tesla. Elon Musk gần đây đã đưa ra tin tức khi gợi ý rằng Tesla đang thực hiện một sự thay đổi dài hạn sang LFP không coban rẻ hơn. Ông nói: “Điều này thực sự tốt vì có rất nhiều sắt trên thế giới.
LFP vẫn chỉ chiếm chưa đến 10% tổng số tế bào Li-ion, nhưng Castilloux cho biết việc triển khai toàn cầu của họ đã tăng hơn 600% trong nửa cuối năm 2020. LFP có mật độ năng lượng thấp hơn so với các tế bào giàu niken, nhưng chi phí vật liệu catốt của nó thấp hơn . Để giúp giải quyết các khuyết tật về hiệu quả, cấu trúc “cell-to-pack” bỏ qua việc sử dụng vô số các ô hình trụ được sắp xếp trong các mô-đun. Các tế bào hình lăng trụ lớn hơn tích hợp trực tiếp trong các gói, giúp tiết kiệm không gian, giảm số lượng thành phần và đơn giản hóa việc làm mát và kết nối. Castilloux nói: “Gói này về cơ bản là một mô-đun lớn. Xe điện bán chạy nhất của Trung Quốc, Wuling Mini trị giá 4.500 USD, sử dụng gói LFP của các nhà sản xuất như Hefei. Srinivasan nói rằng LFP có vẻ lý tưởng cho một số ứng dụng. “Một chiếc xe rẻ hơn với LFP sẽ tồn tại lâu dài và có thể đi được 150 dặm là điều không tồi”. anh ta nói. Castilloux đồng ý rằng xu hướng toàn cầu đang nổi lên, với các nhà sản xuất ô tô – bao gồm General Motors, Tesla và Volkswagen – áp dụng các nhà máy hóa học giàu niken cho các loại xe hiệu suất hoặc tầm xa hơn và LFP cho các mẫu xe cấp thấp.
Tăng trưởng bùng nổ
Công nghệ Amperex đương đại và tốc độ tăng trưởng đáng kinh ngạc của Giải pháp năng lượng LG từ năm 2016 đến năm 2020 không phải là lỗi chính tả, bao gồm cả bước nhảy vọt 3.400% của CATL. Cái mà Goldman Sachs gọi là “siêu xe hàng hóa” có thể gây căng thẳng kéo dài, hiếm hoi lên chuỗi cung ứng và giá cả đối với lithium và kim loại hiếm. Các chính phủ và người tiêu dùng cũng sẽ có tiếng nói lớn khi nói đến việc áp dụng EV tối ưu. Nhưng các tín hiệu tăng trưởng và chính phủ về một cuộc khủng hoảng biến đổi khí hậu cho thấy thời gian bùng nổ của pin (xem “Thời gian bùng nổ trong pin”) mới chỉ bắt đầu.
Tiêu chuẩn vàng, cho bây giờ
Cuộc đua để thúc đẩymức niken trong pin — và loại bỏ coban đắt tiền thường có nguồn gốc trong các điều kiện đáng ngờ — có công ty dẫn đầu trong Giải pháp năng lượng LG. Các tế bào NCMA mạnh mẽ của công ty Hàn Quốc (niken, coban, magiê, nhôm) sẽ sớm cung cấp năng lượng cho dòng sản phẩm EV của Teslas và General Motors do Trung Quốc sản xuất, với 88% niken hóa học tốt nhất trong ngành. Các nhà sản xuất ô tô áp dụng NCMA có thể nạp nhiều năng lượng hơn và phạm vi lái vào một không gian nhất định mà không cần thiết kế lại gói lớn. Adamas Intelligence cho biết 60% tổng số pin EV dành cho hành khách được triển khai vào năm 2020 có pin niken cao, chẳng hạn như pin NCA hoặc NCM 6 đến 8-series. Đối với công nghệ NCMA chưa được chứng minh, “Trung Quốc là bãi thử và hộp cát” trước khi các tế bào này nhỏ giọt vào các thị trường phương Tây, Castilloux nói. SK Innovation – bắt chước những đổi mới của LG, như thường lệ – nhằm đưa các tế bào NCMA của mình vào Fords. Một bước nhỏ bên dưới là các tế bào NCM811 từ các công ty như Contemporary Amperex Technology Co. (CATL), LG và SK Innovation, với tỷ lệ niken, coban và mangan khoảng 8: 1: 1. Một mẹo nhỏ, Castilloux nói, là thêm niken và hạn chế coban trong khi vẫn đảm bảo ổn định nhiệt, vì hỏa hoạn có hại cho hoạt động kinh doanh. Sản xuất hiệu quả là một thách thức khác, với các tế bào cao cấp của CATL hiện đang cho thấy sản lượng vượt trội khi công ty tăng cường sản xuất và quy trình. Hiện tại, đối với mỗi tế bào CATL giàu niken được sản xuất, khoảng một tế bào bị lỗi sẽ được chuyển đến nhà tái chế, Castilloux nói (điều đó cũng không tốt cho hoạt động kinh doanh). Nhưng với việc các nhà sản xuất ô tô mong muốn thúc đẩy phạm vi hoặc hiệu suất lái xe hàng đầu, lợi thế là rõ ràng: Mật độ tế bào pin đã tăng gần gấp ba trong thập kỷ qua,
Nguồn: spectrum.ieee.org
Bài Viết Liên Quan
