بطارية الليثيوم – خريطة سلسلة الصناعة الكاملة
الشكل 1: نظرة بانورامية – الهرم من "الموارد" إلى "التطبيقات"
المنبع: مؤسسة الموارد
يبدأ إنتاج بطاريات الليثيوم باستخراج الموارد المعدنية الرئيسية، بما في ذلك:
الليثيوم(من البحيرات المالحة أو مناجم الصخور الصلبة-)
النيكل
الكوبالت
الجرافيت
الصين تحمل حالياحوالي 85% من قدرة معالجة كربونات الليثيوم في العالم.
الوصل حجم سوق بطاريات الليثيوم الصينية إلى حوالي 1.75 تريليون يوان صيني في عام 2024.
منتصف الطريق: التصنيع الأساسي
يركز قطاع النقل على إنتاج مواد البطاريات وتصنيع الخلايا.
أربع مواد رئيسية
مادة الكاثود:~ 40% من تكلفة البطارية
مادة الأنود: ~10–15%
المنحل بالكهرباء: ~10–15%
الفاصل: ~8–12%
عملية التصنيع
تحضير المواد
→ تصنيع الخلايا(لف أو التراص، وملء المنحل بالكهرباء)
→ تجميع حزمة البطارية (PACK، بما في ذلك BMS)
يمثل قطاع التصنيع في منتصف الطريقحوالي 70% من إجمالي تكلفة البطارية.
المصب: سوق التطبيقات
1. بطاريات الطاقة (أكبر محرك للنمو)
تقريبًا62% من السوق
2. بطاريات تخزين الطاقة (منحنى النمو الثاني)
تنمو بسرعة إلى ما حولها25%
3. البطاريات الاستهلاكية
تستخدم في الأجهزة الإلكترونية المحمولة والأجهزة الاستهلاكية.
الشكل 2: التصنيع الأساسي - "المواد الأربعة الرئيسية" وولادة خلية البطارية
1. مواد الكاثود (مصدر الطاقة)
أملاح الليثيوم (كربونات الليثيوم / هيدروكسيد الليثيوم)
→ عملية التوليف
→ مواد الكاثود مثل:
مواد ثلاثية عالية-من النيكل (NCM811)
فوسفات حديد الليثيوم (LFP)
اتجاهات التكنولوجيا الحالية تتجه نحومحتوى النيكل أعلىلكثافة طاقة أعلى.
2. مواد الأنود (مضيف تخزين الليثيوم)
الجرافيت الطبيعي
الجرافيت الاصطناعي
اتجاه التطور المستقبلي:
السيليكون-مواد مركبة من الكربون
3. الفاصل (حاجز الأمان)
نوعان رئيسيان:
فواصل العملية الرطبة(أرق وأداء أفضل)
فواصل العملية الجافة(تكلفة أقل)
4. المنحل بالكهرباء (وسط النقل الأيوني)
تتشكل الإلكتروليتات عن طريق خلط:
المذيبات
أملاح الليثيوم
إضافات
5. عملية تصنيع الخلايا
تشمل الخطوات الرئيسية ما يلي:
خلط
→ طلاء
→ التقويم
→ التراص أو اللف
→ ملء المنحل بالكهرباء
→ الختم والتعبئة والتغليف
وهذا يوفر وسيلة لنقل أيون الليثيوم- بين الأقطاب الكهربائية.
الشكل 3: برامج تشغيل التطبيق ونظام الحلقة-المغلقة باللون الأخضر
برامج تشغيل سوق التطبيقات
برامج تشغيل سوق التطبيقات
المركبات الكهربائية (بطاريات الطاقة)
الطلب على بطاريات الليثيوم مدفوع بقوةصناعة مركبات الطاقة الجديدة.
تشمل أنواع البطاريات ما يلي:
المركبات-الراقية:بطاريات الليثيوم الثلاثية
مركبات المستوى -المبتدئ:بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد
نظام تخزين الطاقةآنسة
تشمل الفئات الرئيسية ما يلي:
تخزين المرافق-على نطاق واسع (جانب توليد الطاقة)
تخزين الطاقة التجارية والصناعية
تخزين الطاقة السكنية
الالكترونيات الاستهلاكية والمجالات الناشئة
تشمل التطبيقات:
3C المنتجات الالكترونية
طائرات بدون طيار
الصناعات الاقتصادية على ارتفاعات منخفضة-.
سلسلة صناعة إعادة التدوير الدائرية
تدخل البطاريات المنتهي صلاحيتها إلى سلسلة إعادة التدوير:
البطاريات المستعملة
→ تطبيقات الحياة-الثانية(تخزين الطاقة،-المركبات الكهربائية منخفضة السرعة، وما إلى ذلك)
→ إعادة تدوير المواد
تشمل عمليات إعادة التدوير ما يلي:
تفكيك
علم المعادن المائي / علم المعادن الحراري / العمليات الميكانيكية
تقوم هذه العمليات باستعادة المعادن الثمينة مثل:
الليثيوم
النيكل
الكوبالت
ثم يتم إعادة استخدام المواد المستردة في الإنتاجمواد الكاثود، مما يشكل-دورة حلقة مغلقة:
الموارد ← المنتجات ← إعادة التدوير ← الموارد المتجددة
هذا يؤسس أنظام بيئي دائري مستدام لصناعة بطاريات الليثيوم. 🔋🌱
