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Tackling xEV Battery Chemistry in View of Raw Material Supply Shortfalls
Frontiers in Energy Research ( IF 2.6 ) Pub Date : 2020-11-02 , DOI: 10.3389/fenrg.2020.594857
Duygu Karabelli , Steffen Kiemel , Soumya Singh , Jan Koller , Simone Ehrenberger , Robert Miehe , Max Weeber , Kai Peter Birke

The growing number of Electric Vehicles poses a serious challenge at the end-of-life for battery manufacturers and recyclers. Manufacturers need access to strategic or critical materials for the production of a battery system. Recycling of end-of-life electric vehicle batteries may ensure a constant supply of critical materials, thereby closing the material cycle in the context of a circular economy. However, the resource-use per cell and thus its chemistry is constantly changing, due to supply disruption or sharply rising costs of certain raw materials along with higher performance expectations from electric vehicle-batteries. It is vital to further explore the nickel-rich cathodes, as they promise to overcome the resource and cost problems. With this study, we aim to analyze the expected development of dominant cell chemistries of Lithium-Ion Batteries until 2030, followed by an analysis of the raw materials availability. This is accomplished with the help of research studies and additional experts’ survey which defines the scenarios to estimate the battery chemistry evolution and the effect it has on a circular economy. In our results, we will discuss the annual demand for global e-mobility by 2030 and the impact of Nickel-Manganese-Cobalt based cathode chemistries on a sustainable economy. Estimations beyond 2030 are subject to high uncertainty due to the potential market penetration of innovative technologies that are currently under research (e.g. solid-state Lithium-Ion and/or sodium-based batteries).



中文翻译:

鉴于原材料供应短缺,应对xEV电池化学问题

电动汽车数量的不断增长对电池制造商和回收商的寿命终结提出了严峻的挑战。制造商需要获得战略或重要材料才能生产电池系统。报废电动汽车电池的回收可以确保关键材料的稳定供应,从而在循环经济的背景下结束材料循环。但是,由于某些原材料的供应中断或价格急剧上涨,以及电动汽车电池对性能的更高期望,每个电池的资源使用及其化学性质一直在变化。进一步探索富镍阴极至关重要,因为它们有望克服资源和成本问题。通过这项研究,我们的目标是分析到2030年锂离子电池优势电池化学的预期发展,然后分析原材料的可用性。这是通过研究和其他专家调查的帮助而完成的,该调查确定了可估算电池化学演变及其对循环经济的影响的方案。在我们的结果中,我们将讨论到2030年全球电动汽车的年度需求以及镍锰钴钴基阴极化学品对可持续经济的影响。由于目前正在研究的创新技术(例如,固态锂离子和/或钠基电池)的潜在市场渗透力,因此2030年以后的估算存在高度不确定性。这是借助于研究和其他专家调查的帮助而完成的,该调查确定了可估算电池化学演变及其对循环经济的影响的方案。在我们的结果中,我们将讨论到2030年全球电动汽车的年度需求以及镍锰钴钴基阴极化学品对可持续经济的影响。由于目前正在研究的创新技术(例如,固态锂离子和/或钠基电池)的潜在市场渗透力,因此2030年以后的估算存在高度不确定性。这是借助于研究和其他专家调查的帮助而完成的,该调查确定了可估算电池化学演变及其对循环经济的影响的方案。在我们的结果中,我们将讨论到2030年全球电动汽车的年度需求以及镍锰钴钴基阴极化学品对可持续经济的影响。由于目前正在研究的创新技术(例如,固态锂离子和/或钠基电池)的潜在市场渗透力,因此2030年以后的估算存在高度不确定性。我们将讨论到2030年全球电动汽车的年度需求以及镍锰钴钴基阴极化学品对可持续经济的影响。由于目前正在研究的创新技术(例如,固态锂离子和/或钠基电池)的潜在市场渗透力,因此2030年以后的估算存在高度不确定性。我们将讨论到2030年全球电动汽车的年度需求以及镍锰钴钴基阴极化学品对可持续经济的影响。由于目前正在研究的创新技术(例如,固态锂离子和/或钠基电池)的潜在市场渗透力,因此2030年以后的估算存在高度不确定性。

更新日期:2020-11-25
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