Utilizarea mașinilor electrice independente de ardere (EVS) a atras mai multă atenție din întreaga lume în industria auto. Deoarece bateriile Li-ion sunt folosite în vehiculele electrice, care înainte se credeau a fi un proiect excesiv de costisitor și ambițios, Vehiculele electrice devin din ce în ce mai obișnuite. În timp ce s-au scris multe despre subiectul bateriilor cu ioni de litiu, nicio recenzie care să abordeze evoluțiile recente ale tehnologiei de la un industrial, tehnic, iar punctul de vedere economic nu a fost încă publicat. Aspecte precum adoptarea sistemelor bazate pe cloud cu capacități de deep learning, modificări ale legislației internaționale, și noile materiale pentru electrozi pentru baterii litiu-ion pe bază de EV sunt acoperite în detaliu. Se discută sugestii pentru a rezolva problemele cu care se confruntă piața bateriilor litiu-ion utilizate în vehiculele electrice.. Pentru a garanta în continuare succesul industriei bateriilor litiu-ion-EV în viitorul apropiat, recomandări pentru scurt-, mediu-, iar obiectivele pe termen lung sunt oferite. O concluzie care se poate trage din această evaluare a literaturii este că există încă mult spațiu pentru progres în domeniul bateriilor litiu-ion pe bază de vehicule electrice., și că acestea vor fi probabil un subiect fierbinte pentru ceva vreme.
O privire de ansamblu asupra vehiculelor electrice
Este necesar să înțelegem semnificația vehiculelor electrice pentru a aprecia rolul pe care bateriile litiu-ion îl joacă în ele. În trecut, Vehiculele electrice au fost puse la dispoziție pentru prima dată pentru a combate problema energetică la începutul anilor 1970. Vehiculele electrice au servit ca un înlocuitor benefic pentru mediu pentru mașinile care funcționau cu ulei, oferind un mijloc de a porni un motor care era la fel de eficient ca unul care mergea în întregime cu electricitate. Achizițiile de vehicule electrice nu erau foarte atrăgătoare la acea vreme din cauza prețului lor ridicat. Cu toate acestea, piața pentru cumpărarea de vehicule electrice relativ mai accesibile s-a schimbat treptat în anii 2000, ca urmare a descoperirilor tehnologice și a creșterii gradului de conștientizare cu privire la schimbările climatice. De exemplu, Audi a declarat la începutul lui 2023 că prin 2029, fiecare vehicul din inventarul lor ar fi un vehicul electric. În plus, companii precum Honda și General Motors se angajează să urmărească obiective comparabile.
SUA este una dintre țările care utilizează cel mai mult vehiculele electrice, iar utilizarea sa a crescut de-a lungul anilor ca urmare a stimulentelor guvernamentale și a vehiculelor electrice’ scăderea costurilor. De exemplu, pentru a obține emisii complet zero, În California sunt susținute reguli mai stricte privind emisiile. De 2025, California speră să aibă 1.5 milioane de vehicule electrice pe drum, cu a $2500 credit fiscal pentru proprietarul fiecărui vehicul. Mai multe state din Statele Unite, inclusiv New York, Georgia, și Washington, au oferit diverse reduceri fiscale. De exemplu, cumpărarea unui vehicul electric poate duce la o creștere a taxei pe vânzări de până la 6.5% la Washington. China a demonstrat o dorință semnificativă de a pleda pentru automobile alternative în afara SUA, ca urmare a problemelor tot mai mari de poluare în locurile dens populate.. Într-adevăr, ca din 2021, 3.2 milioane de vehicule electrice au fost vândute la nivel global, care reprezintă mai mult de jumătate din toate vehiculele electrice vândute vreodată. Japonia și-a stabilit, de asemenea, o țintă înaltă (Strategia de revitalizare) ca 50–70% din toate vânzările de automobile să fie vehicule electrice 2030. În Japonia, au fost implementate și anumite reduceri fiscale, chiar urmând istoricul 2011 Cutremur Tōhoku.
Chiar și cu aceste stimulente care au alimentat vehiculul electric (Ev) creșterea rapidă a pieței, există încă o serie de probleme care sunt legate în principal de bateriile lor. De exemplu, nichelul-cadmiul (Ni-Cd), zinc/clor (Zn/Cl2), și nichel-zinc (Ni-Zn) bateriile găsite în sistemele actuale de baterii au de obicei capacități de încărcare slabe. În plus, durata de viață scăzută a bateriei provoacă inconveniente utilizatorilor. Pierderi nedorite de energie, bani, și supărarea rezultă din aceste probleme. O opțiune alternativă sub formă de baterii litiu-ion a fost sugerată pentru a contracara acest lucru.
O sursă alternativă de baterie: Baterii cu ioni cu litiu
Istoricul interesului pentru bateriile litiu-ion pentru vehicule electrice
Au fost făcute unele cercetări privind viabilitatea utilizării bateriilor litiu-ion pentru vehiculele electrice în anii 1970 menționați anterior.. de la Nissan 1997 lansarea vehiculului EV Altra a marcat începutul acestei tendințe. Cu toate acestea, din cauza prețului său ridicat ($50.99), a avut vânzări slabe la început. De fapt, au existat doar vreodată 139 unitati vandute. Dar mai târziu, a existat un impuls mai puternic din partea industriei pentru a-și îmbunătăți eficiența operațională și a reduce costul total. Producătorii de automobile mari au început să integreze bateriile litiu-ion în mașinile lor după un timp de progres constant. În epoca actuală, există o conștientizare tot mai mare a cotei de piață a bateriilor litiu-ion pentru vehicule electrice. De exemplu, datorită îmbunătăţirii capacităţilor lor, bateriile litiu-ion sunt folosite mai frecvent pe piața din SUA. În plus, se anticipează că prin 2030, vehicule electrice alimentate cu baterii litiu-ion (EVS) ar explica 64% din toate vânzările de vehicule ușoare, care se va traduce prin 24% a tuturor vehiculelor ușoare deținute. Se estimează că peste 37% dintre vehiculele de pe drum vor fi vehicule electrice alimentate cu baterii litiu-ion, chiar și în China, care reprezintă peste 50% a industriei globale de EV în acest moment.
Beneficiile bateriilor litiu-ion pentru vehiculele electrice
Dar este esențial să înțelegem bateriile litiu-ion’ proprietăți electrochimice pentru a înțelege pe deplin de ce oamenii sunt atrași de ele. După cum am spus mai devreme, capacitatea de densitate energetică a bateriilor litiu-ion este foarte bună. Acest lucru se datorează în principal capacității sale mari de stocare a energiei catodic-anodice (3842 mAh de putere pentru 1 g de Li). Bateriile cu litiu-ion depășesc semnificativ alte tipuri de baterii, precum acidul de plumb, nichel-cadmiu (Ni-Cd), și sodiu-sulf (Na-S) baterii. Este evident că tipurile alternative de baterii tind să funcționeze prost, în ciuda avantajelor pe care le-ar putea avea. Asta are sens pentru că, în comparație cu bateriile litiu-ion, tehnologiile lor sunt mai avansate.
Motivele bateriilor litiu-ion pentru a fi în vehicule electrice
Inventarul de astăzi al vehiculelor electrice include remorci de tractoare mari care funcționează cel puțin parțial cu energie electrică, precum și mașini, autobuze de tranzit, si camioane de tot felul.
Există trei categorii principale pentru vehiculele electrice:
Electricitatea dintr-un pachet de baterii alimentează mașinile electrice cu baterii.
În vehiculele hibrid plug-in, un motor electric, o baterie reîncărcabilă considerabilă, iar un motor pe benzină sau diesel sunt combinate.
Pentru a genera energie electrică pentru a alimenta motorul, vehiculele cu celule de combustibil împart electronii de moleculele de hidrogen. Aceste zile, vehiculele electrice sunt mai mult decât simple automobile pentru pasageri; s-ar putea să călătorești cu un autobuz de transport electric care circulă din New York către Mississippi. În 2021, locuitorii Californiei au salutat primul camion electric de pompieri a națiunii. În anii următori, Locuitorii se pot aștepta să vadă camioane electrice de salubritate navigând în tăcere prin cartiere colectând gunoi și materiale reciclabile, precum și camioane poștale electrice și un număr tot mai mare de alte vehicule electrice care transportă corespondență și pachete fără poluare de la depozite la case.
Viețile noastre și mediul înconjurător sunt păstrate de mașinile electrice.
In SUA, transportul este principala cauză a poluării climei.
Trebuie să creștem curățenia mașinilor de pe drumurile noastre pentru a face față urgenței climatice. Următorii zece ani vor fi cruciali în transformarea tiparelor noastre de consum de energie și atenuarea celor mai grave efecte ale încălzirii globale..
Nu numai că emisiile vehiculelor și camioanelor dăunează mediului, dar dăunează și sănătății umane. Poluarea aerului de la mașinile care funcționează cu benzină și motorină contribuie la moartea timpurie, cancer, bronşită, si astmul.
Poluarea atmosferică localizată are implicații asupra sănătății pe tot parcursul vieții, manifestându-se sub formă de boală pulmonară, probleme cu inima, si crize de astm. Potrivit lui Rashmi Joglekar, un om de știință cu expunerea la toxicitate Earthjustice & Programul de sănătate, “o asociere izbitoare între expunerea pe termen lung la particule fine dăunătoare și mortalitatea cauzată de COVID-19 în Statele Unite” a fost dezvăluit într-un studiu al Universității Harvard. Motoarele care funcționează pe benzină sau motorină sunt una dintre principalele surse de PM2,5 (poluare cu particule fine).
Un alt studiu de la Universitatea Duke a subliniat costurile cu sănătatea: până la $3.80 cheltuielile cu mediul și sănătatea sunt asociate cu fiecare galon de benzină consumat la benzinărie. Motorina utilizată în camioanele mari și în mașinile agricole este mult mai dăunătoare pentru mediu și sănătatea umană, costând un plus $4.80 pe galon.
Oricare ar fi sursa de electricitate, mașinile electrice au un impact mai mic de carbon decât vehiculele pe benzină.
Rețelele electrice, care provin dintr-o varietate de surse, inclusiv energie regenerabilă curată și combustibili fosili, furniza energia electrică necesară pentru încărcarea și alimentarea bateriei vehiculelor electrice și hibride plug-in.
Există diferențe în rețelele energetice între state, prin urmare, conducerea unei mașini electrice are amprente de carbon diferite, în funcție de unde provine electricitatea.
În timp ce avocații Earthjustice lucrează la nivel național pentru a realiza 100% energie curată, o parte de electricitate în această națiune va fi încă produsă prin arderea combustibililor fosili. Acest lucru se întâmplă în ciuda faptului că consumul de energie regenerabilă tocmai a depășit cărbunele.
Vestea excelentă? Chiar și atunci când electricitatea provine din cea mai murdară rețea, electricitatea este în general mai ieftină și mai curată atunci când este folosită ca combustibil pentru automobile, deoarece vehiculele electrice sunt mai eficiente în transformarea energiei în mașini și camioane..
Potrivit unui studiu realizat de oamenii de știință de la Uniunea Oamenilor de Știință Preocupați, atunci când rulați mașini electrice sau hibride în rețea în orice stat are ca rezultat mai puține emisii de gaze cu efect de seră decât rularea mașinilor alimentate cu benzină. Și avantajele mașinilor electrice cresc pe măsură ce statele își eficientizează sistemele energetice.
Pentru a afla cât de curate sunt emisiile locale ale vehiculelor electrice, verificați “Cât de curat este vehiculul tău electric?” instrument online. Pe baza codului dumneavoastră poștal și a mărcii și modelului vehiculului dumneavoastră electric, este posibil să primiți un raport personalizat care detaliază cantitatea de poluare cu carbon pe care o veți putea economisi.
Vehiculele electrice sunt mai ecologice pe parcursul întregii vieți.
Deoarece bateriile masive litiu-ion din mașinile electrice necesită multă energie și materiale pentru a asambla, procesul de producție pentru aceste vehicule va avea ca rezultat emisii de gaze cu efect de seră mai mari decât cele ale unui vehicul obișnuit pe benzină. (O mașină electrică de dimensiuni medii cu o autonomie de 84 de mile, de exemplu, produce 15% emisii mai mari în timpul producției.)
Dar odată ce mașinile se mișcă, situația energetică se schimbă complet.
După ce a condus maxim 18 luni, vehiculele electrice și-au compensat emisiile mai mari din producție, și depășesc mașinile pe benzină până la sfârșitul vieții lor utile.
Potrivit unor studii ale Uniunii Oamenilor de Știință Preocupați, mașina electrică tipică de pe șosea emite acum aceeași cantitate de gaze cu efect de seră ca și o mașină care primește 88 mile pe galon, care este cu mult mai mult decât o mașină nouă, obișnuită, pe benzină (31 mpg) sau camion (21 mpg).
