著名的国家实验室专注于美国电动汽车的电池供应链。电动汽车的里程数和价格都在快速增长,这已经不是什么秘密了。关键在于对储存和释放电能的材料——电化学的深入研究。尽管重要的电池制造商是电池研究领域的重要参与者,但仍需要国家实验室和大学进行检查并取得进展。其中一个实验室是阿贡国家实验室ANL。
ANL曾经是美国的第一个实验室。它几乎在每一个科学领域都开展了基础研究和应用科学研究,特别是在电池领域。此外,美国的阿贡不仅深入探讨了电池的结构,还计划电动汽车如何帮助美国实现清洁能源经济。单电池和电池组一份名为《美国电动车锂离子电池供应链:2010-2020》的新ANL报告对美国电动车电池供应链进行了深入研究。“行业领导者关心的是如何确保原材料的安全以及电池材料的再利用和再循环。要实现这两点,您必须首先了解当前的需求是什么,电池是如何生产的,以及在哪里生产的。这是我们的报告提供的见解。”
该报告量化了在美国销售的轻型电动汽车用锂离子电池的总容量,并提供了锂离子电池和电池组的原产地。阿贡能源部能源和环境分析师大卫·高尔克(David gohlke)在报告中说:“原材料保护和电池材料回收再利用这两个主题尚未得到深入解释。”值得注意的是,ANL报告区分了电池芯和电池组,表明它们可以在不同的地方生产。此外,在制造电池的过程中,将有必须回收的废料-了解电池的制造地点会对电池的再利用和回收产生影响。
全球供应根据本报告,20家不同的单体电池和电池组制造商每年为美国市场供应20gwh。松下供应约15款单电池,包括特斯拉、modelx、modely和Model3,占2020年美国电动汽车销量的70.9%。LG energy solutions在美国的汽车电池和电池组销量排名第二,2020年分别为19%和17%。ANL还指出,电池供应商应该能够随时随地生产电池和电池组。例如,松下在日本、中国和美国有电池工厂,而LG在韩国、波兰、中国和美国生产电池。
电池可以在韩国生产,在密歇根州组装,运输给OEM制造商并安装在车辆上。目前,中国主导着电动汽车供应链,控制着全球80%的原材料精炼、77%的电池生产和60%的电池模块制造。在汽车制造厂附近建造电池和电池组具有成本和物流优势。一些锂离子电池制造商已经计划或正在美国建造新的电池厂。到2023年,美国的电池总产量可能会增加到每年约80GWH。
通过建模和分析,电池生产中使用的有价值的正极材料中有7.8%不会出现在电池单元中,生产的电池单元中有5%未通过质量检查,并被拒收。工业废物应该回收利用,这样锂、钴和镍等有价值的材料就不会被浪费。根据对电池厂新位置的跟踪,制定计划,确保回收能力。周说:“深入了解电池供应链、电池供应链的发展以及汽车制造和销售的位置,最终可以让我们更好地了解如何更有效地回收原材料。”