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在科技驱动产业的十年里,全球锂离子电池产量实现了爆发性增长。锂电池技术的发展不仅催生了移动电子设备的广泛普及,更加快了交通和工业能源电气化与可再生转型的步伐。鉴于市场对更高品质锂离子电池正极材料的迫切需求,全球工业加热技术领军者Kanthal康泰尔公司推出了创新的电加热系统解决方案。该方案将通过提升锂离子电池正极材料加热精度及优化其品质,帮助制造商在提高能效的同时,实现全面降低生产的全部过程的碳排放目标,逐步推动产业的绿色转型。
自上世纪 90年代以来,便携式消费电子科技类产品如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等,一直是锂离子电池的主要应用领域,并带动了其产量的持续增长,其发明人还因此在 2019年荣获诺贝尔化学奖。近年来,电动汽车的发展再次引发对电池市场需求的激增。据欧盟委员会估算,全球电动汽车的数量将从 2018年的 400万辆增加到 2028年的 5000万至 2亿辆,甚至预计到 2040年将达到 9亿辆。
此外,全球向可再次生产的能源过渡的趋势也进一步推高了对锂离子电池储能的需求。尽管太阳能和风能被视为间歇性能源,与化石燃料的稳定性相比仍有一定差别,但锂离子电池通过提供稳定的存储容量,使得可再次生产的能源的应用更加可靠与可行。在这样的一个问题上,来自工业电加热领域超过90年专业经验的Kanthal康泰尔公司深具见解。其可再次生产的能源全球部门经理 Sachin Pimpalnerkar表示:“锂离子电池是推动制造能力大幅度增长的重要技术驱动力,这一趋势在欧洲尤为明显。”
Achin Pimpalnerkar认为,除了提高生产能力外,电池制造商还要关注另外两个重点领域,即逐步的提升电池单位体积内的包含的能量以及大幅度降低成本。他解释说:“当今的电动汽车行驶里程有限,充电时间长,导致成本仍然过高。必须得说,电动汽车的成本几乎有30%至40%用于电池本身,如果我们能逐步的提升电池的单位体积内的包含的能量,就可以在相同的空间内获得更加多能量,而价格也将大幅度降低。我相信,在不久的将来,随着这些技术的发展,锂离子电池汽车将与内燃机汽车相媲美。”
从 2010年至 2023年,锂离子电池组的平均成本已从每千瓦时 1,160美元降至每千瓦时仅 100美元。根当前研究机构的预测,2024年,其成本可能会进一步降至每千瓦时 100美元以下,此时电动汽车与传统内燃机汽车成本将达到同等水平。
为了满足以上需求,锂离子电池产能必须在当前基础上实现成倍增长。据全球研究和咨询公司Wood MacKenzie的研究显示,从2021年到2030年,锂离子电池的累计产能预计将增加五倍以上,达到 5500吉瓦时。其中,2023年中国的产能已高达 800吉瓦时。
这一趋势也将对锂离子电池原材料和核心部件(如正极材料)的需求产生连锁反应。Achin Pimpalnerkar对此解释道:“就性能而言,正极材料是整个电池中最关键的部件之一。它决定了电池的单位体积内的包含的能量,因此整个行业对正极材料的需求也将随着对电池单元的整体需求呈线性增长的趋势。”
与所有工业高温生产的基本工艺一样,在生产电池正极材料的煅烧过程中,加热温度要达到大约 800至 1,000 °C。另外,必须严格设计和把控制造工艺,以确保正极材料具备极高的纯度。因此,熔炉技术人员所面临的挑战,将是如何在确保生产更高质量正极材料的同时,最大限度提高能效、扩大生产力并降低碳排放。
Kanthal康泰尔全球可再次生产的能源部门经理Achin Pimpalnerkar对减碳增效解决方案表达了坚定的信心:“Kanthal的加热系统能以精确控温的方式帮助生产商在各工艺所需区域达到精准的温度,提供优质的正极材料粉体,以实现产能及效率的大幅度的提高,并逐步降低碳排放。同时,我们利用遍及全球的业务影响力,为客户提供强大的技术上的支持。相信在未来几年内,这些优势将变得特别的重要。我们已做好充分准备,满足来自市场的各种挑战和需求。”
康泰尔(Kanthal)隶属于瑞典Alleima合瑞迈材料科技,是全球领先的工业加热技术与高品质电阻材料领域产品和服务提供商。自1931年成立以来,Kanthal一直专注于为客户提供世界级加热技术解决方案以及超高品质的电阻材料与服务,产品覆盖各类电加热、温度传感和耐热应用材料,以及医疗、电子设备领域不锈钢和贵金属超细线材。母公司Alleima合瑞迈是全球不锈钢和特种合金高的附加价值产品、以及工业加热解决方案的优质制造商,其冶金史可追溯到160多年前,并拥有900多种合金配方。企业总部在瑞典山特维肯,2023年收入为 210亿瑞典克朗,全球拥有6500多名员工,客户遍布约80个国家。
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