鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:4502次 | 2019年02月24日
投資鋰離子電池需要多少錢?
由于電動汽車產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)快速發(fā)展,對鋰離子電池形成了巨大的市場需求,眾多電池廠家也紛紛擴(kuò)增產(chǎn)能,一些企業(yè)也借著這股東風(fēng)進(jìn)軍鋰離子電池產(chǎn)業(yè),作為一個業(yè)內(nèi)人士,小編深知鋰離子電池產(chǎn)業(yè)并非看上去那么美。
鋰離子電池產(chǎn)業(yè)不僅初期的建設(shè)投資巨大,后期的運(yùn)營也需要消耗巨額資金。今天小編就帶大家了解一下鋰離子電池產(chǎn)線上的重要一環(huán)——干燥間的投資和運(yùn)營成本。
鋰離子電池的工作電壓可以高達(dá)4.2V,因此其電解液只能使用有機(jī)體系,通常采用的鋰鹽一般是六氟磷酸鋰,使得整個鋰離子電池生產(chǎn)過程對水分十分的敏感,因此干燥間是鋰離子電池,特別是規(guī)?;a(chǎn)的鋰離子電池廠家所必備的。
為了滿足鋰離子電池對水分控制的需求,通常干燥間水分需要控制在100ppm(體積分?jǐn)?shù))以下,整個空氣除濕和加熱升溫的過程需要消耗巨大的電量,以一個16000m3的干燥間為例,通常其動力需求在400kW左右。
干燥間通常被設(shè)計(jì)為一個密封空間,其進(jìn)氣的水分含量通常被控制在15ppm左右,干燥空氣的流量一般是通過水分傳感器進(jìn)行控制,從而保證整個干燥間的空氣濕度維持在100ppm以下。本文將建立一個模型,用于分析干燥間投資與運(yùn)營成本在鋰離子電池成本中所占的比例。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
該模型設(shè)計(jì)每年生產(chǎn)能力為10,000組電動汽車動力電池組,建設(shè)投資分為6年進(jìn)行償還,干燥間內(nèi)空間設(shè)計(jì)為16,000立方米。
干燥間前端使用的氣體為33℃,相對濕度為50%或2.5vol%的空氣,首先這部分空氣被降溫到9℃,以便去除其中的水分,然后這部分干燥氣體,將會與干燥間排出的氣體進(jìn)行混合,混合后的氣體溫度為24℃,濕度為0.07vol%,混合氣體會被再次降溫到10℃,然后混合氣體大部分(95%)會被送回到干燥間內(nèi),一小部分(5%)會被當(dāng)作清洗氣流最終離開系統(tǒng),最終干燥間內(nèi)部的濕度控制在15ppm左右,溫度控制在25℃。清洗流量低(5%)是該系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn),這可以顯著的減少氣體降溫和加熱耗能。
干燥間內(nèi)的水分主要來自人體,負(fù)極電極含有的水分,風(fēng)淋門開關(guān)帶入的氣體等,需要據(jù)此設(shè)計(jì)氣體流量以保證從干燥間內(nèi)流出的氣體濕度控制在100ppm,或者更低。為達(dá)到上述要求,氣體流量要控制在20m3/s,干燥氣體在干燥間內(nèi)的停留時(shí)間為13.6min。
預(yù)計(jì)干燥間內(nèi)的產(chǎn)熱功率為250kW,因此需要保證進(jìn)入的干燥氣溫度為14℃,從而保證從干燥間內(nèi)氣體溫度在25左右。
那么我們現(xiàn)在來簡單的計(jì)算一下在干燥間運(yùn)行的過程中所需要的能耗功率,干燥機(jī)組的主制冷機(jī)最大功率為426kW,加上前端預(yù)制冷總制冷功率為483kW,假設(shè)功率系數(shù)為3.5,則總的制冷電功率為138kW,風(fēng)機(jī)總功率為167kW,因此制冷和風(fēng)機(jī)總功率為305kW,加熱功率主要集中在后端的加熱63kW和除濕輪的再生加熱功率30kW,因此干燥機(jī)組的總操作功率為398kW。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
如果考慮制冷和風(fēng)機(jī)動力由天然氣供給,而天然氣的效率為0.4,因此干燥機(jī)組的總功率就變?yōu)?56kW。
這樣的一個干燥間的基礎(chǔ)費(fèi)用包含,設(shè)備成本為74,1000美元,每年的電費(fèi)和天然氣費(fèi)用約為150,000美元,人工成本(14人為例)約為78,000美元,公共事業(yè)費(fèi)用約為180,000美元。
這還僅僅是干燥間投資成本,不包括干燥間內(nèi)部用于電池生產(chǎn)的設(shè)備,像卷繞機(jī),注液機(jī),封口機(jī)等設(shè)備都需要投入巨額的資金。鋰離子電池電極的勻漿、涂布、碾壓和分切設(shè)備都是動輒幾百萬,所以鋰離子電池行業(yè)不僅僅是一個技術(shù)密集型的行業(yè),也是一個資本密集型的行業(yè),投資鋰電行業(yè)需要雄厚的資金基礎(chǔ)和強(qiáng)大的技術(shù)支撐。