Kosten für Lithium-Ionen-Batterien pro kWh

Einführung

Hierbei handelt es sich um eine wiederaufladbare Batterie, in der Lithium-Ionen Strom erzeugt. Die Lithium-Ionen-Batterie besteht aus negativen und positiven Elektroden. Hierbei handelt es sich um eine wiederaufladbare Batterie, bei der Lithiumionen über einen Elektrolyten von der negativen Elektrode zu den positiven Elektroden wandern. Beim Laden erfolgt die Entladung vorwärts und rückwärts. Viele Geräte verwenden Lithium-Ionen-Zellen (Li-Ion), darunter Gadgets, Spiele, Bluetooth-Kopfhörer, tragbare Elektroinstrumente, kleine und große Versorgungsunternehmen, Elektroautos und elektrochemische GeräteEnergiespeicherGeräte. Sie können die Gesundheit und die Umwelt gefährden, wenn sie am Ende ihres Lebenszyklus nicht ordnungsgemäß gehandhabt werden.

Trend

Die steigende Marktnachfrage nach Li-Ionen-Batterien ist zu einem großen Teil auf deren hohe „Leistungsdichte“ zurückzuführen. Die Energiemenge, die ein System in einer bestimmten Anzahl von Räumen speichert, wird als „Energiedichte“ bezeichnet. Bei gleichbleibender StrommengeLithiumbatterienkann tatsächlich dünner und leichter sein als einige andere Batterietypen. Diese Verkleinerung hat die Akzeptanz kleiner tragbarer und drahtloser Geräte durch die Verbraucher beschleunigt.

Trend zu den Kosten pro kWh für Lithium-Ionen-Batterien

Ein Anstieg der Batteriepreise könnte Benchmarks wie die vom US-Energieministerium als Break-Even-Schwelle für Elektrofahrzeuge im Vergleich zu Verbrennungsmotoren festgelegten 60 US-Dollar pro kWh verschieben. Laut der jährlichen Batteriepreisstudie von Bloomberg New Energy Finance (BNEF) sind die weltweiten durchschnittlichen Batteriekosten zwischen 2020 und 2021 um 6 % gesunken, sie könnten jedoch in Zukunft steigen.

Der Studie zufolge lagen die Kosten für Lithium-Ionen-Batteriepakete im Jahr 2021 bei 132 US-Dollar pro kWh und sanken von 140 US-Dollar pro kWh im Jahr 2020 auf 101 US-Dollar pro kWh auf Zellenebene. Der Analyse zufolge treiben gestiegene Rohstoffpreise die Preise bereits wieder in die Höhe, wobei für 2022 ein mittlerer Paketpreis von 135 US-Dollar pro Kilowattstunde erwartet wird. Laut BNEF könnte dies bedeuten, dass der Zeitpunkt, an dem die Kosten unter 100 US-Dollar pro Kilowattstunde fallen – was allgemein als kritisch angesehen wird – sinkt Meilenstein für die Erschwinglichkeit von Elektrofahrzeugen – wird um zwei Jahre verschoben.

Die Automobilhersteller haben selbst hochgesteckte Ziele, etwa das Ziel von Toyota, die Preise für Elektrofahrzeuge in zehn Jahren zu halbieren. Das gilt auch für ganze Länder und Staaten. Wird es Ziele zurückschlagen, wenn Zellen in ein oder zwei Jahren teurer werden? Dies bleibt als neue Komponente in dieser komplizierten Trendlinie zur Einführung von Elektrofahrzeugen zu beobachten.

Batteriepreiserhöhung

Die Preise für Lithium-Ionen-Batterien sind stärker gestiegen. Der Grund für den Preisanstieg sind die Materialien.

Die Preise für Lithium-Ionen-Materialien sind deutlich gestiegen.

Obwohl die Kosten für Batterien seit 2010 gesunken sind, haben deutliche Preissteigerungen bei wichtigen Zellmetallen wie Lithium Zweifel an ihrer Langlebigkeit aufkommen lassen. Wie werden sich die Batteriepreise für Elektrofahrzeuge in Zukunft entwickeln? Der Preis vonLithium-Ionen-Batterienkönnte in der kommenden Zukunft noch stärker zunehmen.

Der Preisanstieg ist keine neue Sache.

Es ist nicht die erste Studie, die auf Rohstoffknappheit als mögliche Ursache für steigende Batteriepreise hinweist. Andere Veröffentlichungen haben Nickel als mögliches Defizit identifiziert, es ist jedoch nicht für alle Zellen erforderlich.

Laut BNEF haben Bedenken hinsichtlich der Lieferkette jedoch sogar die Preise für kostengünstigere Rohstoffe in die Höhe getriebenLithiumeisenphosphat(LFP)-Chemikalie, die mittlerweile von vielen großen chinesischen Herstellern und Batterieherstellern bevorzugt wird und von Tesla zunehmend übernommen wird. Der Studie zufolge haben chinesische Hersteller von LFP-Zellen ihre Preise seit September um 10 bis 20 % erhöht.

Wie viel kostet eine Lithium-Ionen-Batteriezelle?

Lassen Sie uns den Preis einer Lithium-Ionen-Batteriezelle aufschlüsseln. Laut BloombergNEF-Statistiken macht der Preis der Kathode jeder Zelle mehr als die Hälfte des Zellpreises aus.

V-Batteriezellenkomponente % der Zellkosten
Kathode 51 %
Gehäuse und andere Materialien 3%
Elektrolyt 4%
Separator 7%
Herstellung und Abschreibung 24 %
Anode 11 %

Aus der obigen Aufschlüsselung der Preise für Lithium-Ionen-Batterien haben wir herausgefunden, dass die Kathode das teuerste Material ist. Es macht 51 % des Gesamtpreises aus.

Warum sind Kathoden teurer?

Die Kathode hat eine positiv geladene Elektrode. Wenn das Gerät die Batterie entlädt, wandern Elektronen und Lithiumionen von der Anode zur Kathode. Sie bleiben dort, bis der Akku wieder vollständig aufgeladen ist. Kathoden sind der wichtigste Bestandteil von Batterien. Es wirkt sich stark auf die Reichweite, Leistung sowie thermische Sicherheit der Batterien aus. Daher handelt es sich auch hier um eine EV-Batterie.

Die Zelle besteht aus verschiedenen Metallen. Es besteht beispielsweise aus Nickel und Lithium. Heutzutage sind die üblichen Kathodenzusammensetzungen:

Lithiumeisenphosphat (LFP)

Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid (NCA)

Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt (NMC)

Die Batterieelemente, aus denen die Kathode besteht, sind sehr gefragt, und Hersteller wie Tesla bemühen sich, Materialien zu beschaffen, da der Verkauf von Elektrofahrzeugen steigt. Tatsächlich machen die Güter in der Kathode zusammen mit anderen Gütern in anderen Zellkomponenten etwa 40 % des gesamten Zellpreises aus.

Preise für andere Komponenten von Lithium-Ionen-Batterien

Die restlichen 49 Prozent der Kosten einer Zelle bestehen aus anderen Komponenten als der Kathode. Der Produktionsprozess, der die Herstellung der Elektroden, die Integration der verschiedenen Komponenten und die Fertigstellung der Zelle umfasst, macht 24 % der Gesamtkosten aus. Die Anode ist ein weiterer wesentlicher Bestandteil der Batterien und macht 12 % der Gesamtkosten aus – etwa ein Viertel des Anteils der Kathode. Die Anode einer Li-Ionen-Zelle besteht aus organischem oder anorganischem Graphit, der kostengünstiger ist als andere Batteriematerialien.

Abschluss

Allerdings deuten gestiegene Rohstoffpreise darauf hin, dass die durchschnittlichen Verpackungskosten bis 2022 nominell auf 5/kWh steigen könnten. Ohne externe Fortschritte, die diesen Effekt verringern könnten, könnte sich der Zeitpunkt, zu dem die Kosten unter 0/kWh fallen, um 2 verzögern Jahre. Dies hätte Einfluss auf die Erschwinglichkeit von Elektrofahrzeugen und die Gewinne der Hersteller sowie auf die Wirtschaftlichkeit von Energiespeicheranlagen.

Kontinuierliche Investitionen in Forschung und Entwicklung sowie Kapazitätswachstum im gesamten Vertriebsnetz werden dazu beitragen, die Batterietechnologie voranzutreiben und die Preise für die nächste Generation zu senken. BloombergNEF geht davon aus, dass Innovationen der nächsten Generation wie Silizium- und Lithium-basierte Anoden, Festkörperchemie sowie neuartige Kathodensubstanz- und Zellproduktionstechniken eine wichtige Rolle bei der Erleichterung dieser Preissenkungen spielen werden.


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 09.05.2022