Lithium-Ionen-Batterien entwickeln sich zu entscheidenden Komponenten für die Energiespeicherung!
Lithium-Ionen-Batterien sind kein Konzept des neuen Zeitalters, sie werden schon lange als Energiequelle in tragbaren elektronischen Geräten eingesetzt. Die Sony Corporation war das erste Unternehmen, das im Jahr 1991 Lithium-Ionen-Batterien kommerzialisierte, was andere Hersteller von Unterhaltungselektronik dazu veranlasste, diesem Trend zu folgen. In den letzten Jahren hat das Eindringen von Lithium-Ionen-Batterien in den Markt für Elektrofahrzeuge diesen im Sturm erobert. Der Erfolg von Lithium-Ionen-Batterien in allen Bereichen ist hauptsächlich auf die höhere gravimetrische und volumetrische Energie zurückzuführen, die Lithium-Ionen-Batterien im Vergleich zu anderen wiederaufladbaren Batterien bieten. Aufgrund dieser potenziellen Vorteileist die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien von einer Produktionsbasis von 19 GWh im Jahr 2010 auf eine Produktion von 160 GWh im Jahr 2019 gestiegen.Stand Dezember 2019 hat die Zahl der geplanten Lithium-Ionen-Batterie-Megafabriken 115 erreicht. Der weltweit führende Hersteller von Elektrofahrzeugen und Batterien fügte im Jahr 2019 eine riesige Pipeline-Kapazität von 564 GWh hinzu, was einer globalen Gesamtkapazität von 2068,3 GWh oder dem Äquivalent von 40 Millionen Elektrofahrzeugen bis 2028 entspricht.Lithium-Ionen-Batterien werden hauptsächlich in Elektrofahrzeugen eingesetzt. Im Jahr 2019 wurden über 2,21 Millionen Energiefahrzeuge verkauft, verglichen mit 1,25 Millionen Einheiten im Jahr 2018.Dies zeigt deutlich, dass die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien in den kommenden Jahren steigen wird, da sich immer mehr Menschen in Richtung nachhaltiger Entwicklung bewegen. Der globale Markt für Lithiumbatterien wird voraussichtlich von 30 Milliarden US-Dollar im Jahr 2017 auf über 100 Milliarden US-Dollar bis 2025 wachsen. Früher waren es nicht die Lithiumionen, sondern das Lithiummetall selbst, mit dem die Wissenschaftler versuchten, die wiederaufladbaren Batterien herzustellen. Das Ergebnis war jedoch nicht erfolgreich, da Lithium die inhärente Instabilität des Lithiummetalls aufweist. Dann verlagerte sich der Forschungsschwerpunkt auf eine nichtmetallische Lithiumbatterie unter Verwendung von Lithiumionen.
Länder mit Lithiumreserven
Mit jedem Tag wächst die Nachfrage nach Lithium, da die Menschen sich immer mehr der schädlichen Auswirkungen der nicht erneuerbaren Energien bewusst werden. Es ist nicht falsch zu sagen, dass die Länder, die über mehr Energiereserven verfügen, in Zukunft den maximalen Beitrag zur Weltwirtschaft leisten werden. Chile verfügt über die größten Lithiumreserven weltweit mit großem Abstand. Chile verfügte im Jahr 2020 über geschätzte 9,2 Millionen Tonnen Lithiumreserven. Australien belegte mit Reserven von schätzungsweise 4,7 Millionen Tonnen den zweiten Platz. Australien war im Jahr 2020 das führende Land in Bezug auf die Lithiumminenproduktion und produzierte im selben Jahr 40.000 Tonnen Lithium.
Warum ist die Nachfrage nach Lithium-Ionen so hoch?
- Der Erfolg von Lithium-Ionen-Batterien in allen Bereichen ist hauptsächlich auf die höhere gravimetrische und volumetrische Energie zurückzuführen, die Lithium-Ionen-Batterien im Vergleich zu anderen wiederaufladbaren Batterien bieten.
- Lithium-Ionen ist eine wartungsarme Batterie, was bedeutet, dass keine planmäßigen Zyklen erforderlich sind, auch die Selbstentladung ist weniger als halb so hoch wie bei Nickel-Cadmium-Batterien, was letztendlich dazu beiträgt, die Lebensdauer der Batterien zu verlängern.
- Die Lithium-Ionen-Batterien bieten eine bis zu 10-mal längere Lebensdauer als Blei-Säure-Batterien. Sie bieten auch 80 % der Nennkapazität nach 2.000 Zyklen.
- Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien halten Lithium-Ionen-Batterien bis zu fünf Jahre länger. Der Hauptgrund dafür ist, dass Lithiumbatterien keine aktive Wartung erfordern.
- Der wichtigste Faktor, der Lithium-Ionen-Batterien so wertvoll macht, ist, dass sich das Lithium schnell laden und entladen kann, was dazu beiträgt, maximale Vielseitigkeit für alle Arten von Anwendungen zu bieten.
Länder, die Lithium-Ionen-Batterien fördern.
Im Rennen um die Produktion von Batterien dominiert China den Markt mit 93 Gigafabriken, die Lithium-Ionen-Batteriezellen herstellen, verglichen mit nur 4 in den Vereinigten Staaten. Laut Benchmark Mineral Intelligence wird China bis 2020 voraussichtlich 140 Gigafabriken haben, Europa wird voraussichtlich 17 Gigafabriken haben und die USA nur 10. Wenn die prognostizierten Trends Realität werden, zeigt dies deutlich, dass die USA von anderen Ländern, hauptsächlich China, abhängig sein werden, um ihren Bedarf an Lithium-Ionen-Batterien zu decken. Dies ist besonders nicht gut, wenn die Biden-Regierung verspricht, die saubere Energiewirtschaft anzukurbeln.
Ausblick 2021-2022
Da sich die Welt in Richtung nachhaltiger Entwicklung bewegt, finden immer mehr Unternehmen sowie die Regierung verschiedene Möglichkeiten, wie die traditionellen fossilen Brennstoffe und Lithium-Ionen-Batterien als gute Option eingesetzt werden können. Dies zeigt deutlich, dass die Lithium-Ionen-Batterien in den kommenden Jahren ein exponentielles Wachstum erleben werden.
Autor: Tinku Rai
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