zamknij newsletter
WYDARZENIA, RAPORTY I NOWOŚCI Z RYNKU ENERGII
Wysyłamy newsletter raz w tygodniu ze świeżymi informacjami, wydarzeniami z rynku oraz ciekawymi artykułami i raportami.

Zapotrzebowanie miedzi w produkcji akumulatorów

Strona główna > Wszystkie publikacje > Efektywność energetyczna > Zapotrzebowanie miedzi w produkcji akumulatorów

Analizując zapotrzebowanie miedzi w produkcji akumulatorów, Europejski Instytut Miedzi określił elektromobilność, jako największy nowy rynek dla miedzi.

Poniższy wykres ukazuje, że pojazdy elektryczne będą potrzebowały 60 kg więcej miedzi niż pojazdy spalinowe, z czego 40 kg w samym akumulatorze:

Można zatem oczekiwać, że dwie trzecie dodatkowego zużycia miedzi wystąpi w ogniwach akumulatorów, w których miedź stanowi 15-20% ich ciężaru. Dlatego strategia elektromobilności EIM będzie szczególnie koncentrować się akumulatorach. Opracowując swoją strategię dotyczącą akumulatorów Ecofys stwierdził duże zróżnicowanie zawartości miedzi w akumulatorach, zawierające się w zakresie między 1 do 15%.

Czytaj: Pojazdy elektryczne w sieci elektroenergetycznej 

Biorąc pod uwagę zróżnicowanie zużycia miedzi w stosunku 1 do 15, eksperci Europejskiego Instytutu Miedzi, prowadzili dalsze badania, dochodząc do następujących wstępnych wniosków:

  1. Miedź jest stosowana akumulatorach litowych jako kolektor prądu katodowego i anoda.
  2. W akumulatorach litowych przeznaczonych do zastosowań trakcyjnych, wagowy udział miedzi w ogniwach akumulatorów wynosi 15-20%. Miedź jest stosowana wyłącznie w kolektorze prądu. Produktem z miedzi jest folia o grubości 10-12 mikrometrów. Zużycie miedzi można zgrubnie szacować na 0,6 kg/kWh. Stąd akumulator 30 kWh dla pojazdu miejskiego wymaga użycia 18 kg Cu. Średniej wielkości sedan, umożliwiający przejazdy na większe odległości, wymaga akumulatora 100 kWh, zatem 60 kg Cu.
  3. Pożądane są cieńsze folie, ale pojawiają się ograniczenia mechaniczne. Obecnie, istnieje dążenie do stosowania folii o grubości 8 mikrometrów, ale w tym punkcie miedź staje się krucha i trudna do obróbki. W zastosowaniach do akumulatorów trakcyjnych nie przewiduje się zmniejszenia grubości poniżej 8 mikrometrów.
  4. Przy ciągłej miniaturyzacji i spodziewanym zwiększaniu gęstości energii akumulatorów, można oczekiwać obniżenia zużycia miedzi o około 20% do 0,4–0,5 kg/kWh.
  5. Przełomem technologicznym mogą być warstwy miedzi napylane na podłożach polimerowych. Tutaj grubość warstwy miedzi może zejść poniżej kilku mikrometrów. Technologia ta wymaga jeszcze dopracowania i prawdopodobnie znajdzie zastosowanie tylko w akumulatorach stacjonarnych.
  6. Miedź ma silną pozycję jako materiał kolektora prądu lub elektrody. Biorąc po uwagę dostępność, stabilność i koszt, nie ma alternatywy, która mogłaby być zastosowana.
  7. Ogniwa akumulatora stanowią około 60% wagi pakietu akumulatorów, pozostałe 30-40% to inne elementy systemu akumulatora (w tym zarządzanie akumulatorem). Tutaj miedź jest w niewielkich szynach łączących moduły akumulatora.
  8. Gęstość prądu w foliach kolektorowych nie powinna stanowić problemu dla pojazdów elektrycznych dopóki stosowane są folie 8-12 mikrometrów. Wolne ładowanie nie będzie stwarzać żadnych ograniczeń pod względem elektrycznym. Nawet ładowanie z mocą 150-350 kW będzie rozkładać się na wiele ogniw i wiele folii w ogniwach. Na pewnym etapie, przy grubości folii poniżej 8 mikrometrów i gdy gęstość energii w akumulatorach wzrośnie, ograniczenia o charakterze elektrycznym mogą stać się istotne. Dlatego uważamy, że elektrody napylane mogą nie mieć wpływu na zużycie miedzi w pojazdach elektrycznych w ciągu najbliższych 5-10 lat, a intensywność wykorzystania miedzi w ogniwach akumulatorowych pozostanie bliska 10-15% ciężaru pakietu akumulatorów w tym zastosowaniu.

Według raportu opracowanego przez VDE (link) zastąpienie miedzi przez aluminium w roli kolektora anodowego, jest możliwe w przypadku akumulatorów wykorzystujących tytanian litu (LTO), ale akumulatory te mają bardzo odmienne właściwości. Ich niska gęstość energii powoduje, że nie nadają się do zastosowań trakcyjnych.

Zobacz też: Akumulatory pojazdów elektrycznych i urządzeń mobilnych posłużą jako magazyny energii

Newsletter

Zapisujesz się na newsletter serwisu Leonardo-Energy.pl

Wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych osobowych przez Europejski Instytut Miedzi z siedzą we Wrocławiu 50-125, ul. Św. Mikołaja 8-11, 408, w celu korzystania z usługi „Newsletter”. Zapoznałem/zapoznałam się z pouczeniem dotyczącym prawa dostępu do treści moich danych i możliwości ich poprawiania. Jestem świadom/świadoma, iż moja zgoda może być odwołana w każdym czasie, co skutkować będzie usunięciem mojego adresu e-mail z listy dystrybucyjnej usługi „Newsletter”.
Zamknij okno