Производство аккумуляторов: Оборудование + Технология изготовления
Электрический аккумулятор — это химический источник тока, источник ЭДС многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии в медицине, производстве, транспорте и в других сферах.
Производство свинцово-кислотных аккумуляторов + видео
Именно аккумуляторы глубокого заряда и разряда применяются в машинах, автомобилях и железнодорожных локомотивах.
Обычно, такие аккумуляторы имеют напряжение от двух вольт до сорока восьми вольт. Внутри аккумуляторов таких находится серия пластин из свинца, а покрывается они кислотой и окисью свинца. Первое, что по технологии начинают производить, это решетки из свинца.
Специальное оборудование расплавляет свинец до температуры его плавления и выливает необходимого размера решеточки. Литые решеточки станут позже пластинами элементов питания в аккумуляторах.
Технология производства аккумуляторов предусматривает литье и необходимо специальное литейное оборудование. Когда свинец заливается в форму, то в нее сразу поступает вода, что помогает за короткое время залитый свинец охладить и переместить его на конвейерную ленту. Происходит отлив разных по заряду решеток, одни из них будут служить положительным зарядом, а другие отрицательным. Далее, решетки перемещаются на следующий этап, который предполагает покрытие решеток окисью свинца, а также, кислотой. Составы разноименно заряжены, поэтому решетки разделяются на положительно и отрицательно заряженные. После этого, принято решетки называть пластинами, и они укладываются в поочередности положительных и отрицательно заряженных пластин. Важно, чтобы они размещались попеременно, и чтобы аккумулятор был работоспособным.
Сложенные пластины в маленькие контейнеры далее погружаются в небольшие резервуарчики, которые наполнены кислотным раствором. Это поможет пластинам зарядиться. Зарядка может продолжаться сутками и это зависит от того в какую модель аккумулятора попадут пластины. Далее, проходят пластины промывку, причем она делается для того, чтобы частицы кислоты не остались на пластинах.
После этого, цвет пластин меняется, и они теперь становятся темными. На этом этапе пластины теперь меняют свое название на «пластины сухого заряда». Далее, те пластины, которые имеют положительный заряд, обволакиваются материалом содержащим стекловолокно. Далее происходит обволакивание в пластиковый слой. Именно такая одежка помогает предотвратить возникновение короткого замыкания. Пластины соответственно двум зарядам складываются в стопки. Попеременное расположение пластин одетых в пластик и раздетых складывают как коржи торта попеременно. Количество пластин соответствует модели аккумулятора. Далее происходит отчистка пластин. Этот этап отчищает выступающие частицы пластин, которые именуются контактами. После отчистки, контакты покрываются оловом, что позволяет хорошо соединить контакты. Далее проходит еще отчистка контактов покрытых оловом, а после сверху покрывается контакт слоем свинца.
Далее происходит спайка всех контактов в клеммы в определенном порядке. После этого, сборная конструкция именуется элементом. Его вставляют в пластиковую оболочку называемую полипропиленом. После этого, происходит этап проверки на правильность работы элемента. Все заряды должны отвечать своему заряду. Это необходимо, прежде всего, чтобы разметка на корпусе аккумулятора соответствовала заряду. Далее происходит герметизация крышки при помощи запаивания. Клеммы выступают на верху и их заливают дополнительно свинцовым слоем. Далее происходит еще одна проверка на герметичность упаковки элемента. Для этого используют воздух и мыльный раствор. Если появляются места пропуска воздуха, то они повторно пропаиваются.
Параллельно, в других цехах происходит производство маленьких деталей, которые будут участвовать в сборке аккумуляторов. Разъемы производятся для связки различных элементов между собой. Они спаиваются с элементами. После этого, сверху накладывается крышка, что сформирует цельную коробку для элементов аккумулятора. Далее необходимо сделать так, чтобы в местах клеем не попадала влага. Это уязвимое место укомплектовывают прокладкой, например, резиновой. А теперь наступает этап заливки электролита. В роли его участвует кислота. И она заливается в необходимой дозе прямо в только что собранный по частям аккумулятор. Кислота помогает проводить электрический ток, который образуется между пластинами.
Видео как делают:
Некоторые заводы по производству аккумуляторов используют свои технологии. И для автоматизации производства необходимы научные разработки, но все производители роботов и автоматизированного оборудования готовы провести исследования и разработать необходимое оборудование.
Производство литий-ионных аккумуляторов + видео
Литийионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит своё применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах. Это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты, видеокамеры и электромобили. Первый литийионный аккумулятор выпустила корпорация Sony в 1991 году.
Литийионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пористым сепаратором, пропитанным электролитом. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. Корпус иногда оснащают предохранительным клапаном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных ситуациях или нарушениях условий эксплуатации. Литийионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком заряда в литийионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решётку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC6, окислы (LiMnO2) и соли (LiMnRON) металлов.
Первоначально в качестве отрицательных пластин применялся металлический литий, затем — каменноугольный кокс. В дальнейшем стал применяться графит. Применение оксидов кобальта позволяет аккумуляторам работать при значительно более низких температурах, повышает количество циклов разряда/заряда одного аккумулятора. Распространение литий-железо-фосфатных аккумуляторов обусловлено их относительно низкой стоимостью. Литийионные аккумуляторы применяются в комплекте с системой контроля и управления — СКУ или BMS (battery management system), — и специальным устройством заряда/разряда.
В настоящее время в массовом производстве литийионных аккумуляторов используются три класса катодных материалов:
- кобальтат лития LiCoO2 и твёрдые растворы на основе изоструктурного ему никелата лития
- литий-марганцевая шпинель LiMn2O4
- литий-феррофосфат LiFePO4.
Электро-химические схемы литий-ионных аккумуляторов:
- литий-кобальтовые LiCoO2 + 6C → Li1-xCoO2 + LiC6
- литий-ферро-фосфатные LiFePO4 + 6C → Li1-xFePO4 + LiC6
Видео как делают литий-ионные аккумуляторы:
https://www.youtube.com/watch?v=1js9Mw46ZSQ
Благодаря низкому саморазряду и большому количеству циклов заряда/разряда, Li-ion-аккумуляторы наиболее предпочтительны для применения в альтернативной энергетике. При этом, помимо системы СКУ они укомплектовываются инверторами (преобразователи напряжения).
Компания из КНР вложит $2,4 млрд в производство аккумуляторов для Renault :: Новости :: РБК Инвестиции
Фото: Shutterstock
Китайская компания Envision направит $2,4 млрд на строительство завода по производству аккумуляторов для бюджетных электромобилей Renault. Об этом сообщает Bloomberg.
Завод будет расположен в городе Дуэ на севере Франции. Мощность производства для снабжения аккумуляторами модели Renault 5 достигнет 24 гигаватт-часов к 2030 году. К концу десятилетия Envision может выйти на мощность до 43 гигаватт-часов, в связи с чем компания ведет переговоры о поставках аккумуляторов с другими крупными производителями автомобилей.
Дотации французского правительства Envision и Renault может достигнуть €200 млн, по словам официальных лиц Франции.
Больше новостей об инвестициях вы найдете в нашем телеграм-канале «Сам ты инвестор!»
Анна Васильцова
VW недооценил сложность задачи создания собственное производство аккумуляторов для электромобилей
9 августа. FINMARKET.RU — Германский автоконцерн Volkswagen AG (VW) столкнулся с трудностями в проекте собственных аккумуляторов для электромобилей, признали его топ-менеджеры, с которыми беседовали корреспонденты The Wall Street Journal. Аналитики автоиндустрии прогнозируют, что уже в следующем году германский автоконцерн станет крупнейшим производителем электромобилей. С учетом того, что на аккумулятор приходится 50% стоимости электрокара, организация собственного производства этих компонентов -важнейшая задача VW. Пока VW проигрывает в этом отношении крупнейшему производителю электромобилей в мире — Tesla. Разбор характеристик электромобиля модели ID.3 аналитиками UBS Research показал, что аккумулятор, который использует Volkswagen, стоит на $1,3 тыс. дороже, чем у Tesla. Между тем в Volkswagen столкнулись с трудностями в поиске квалифицированных инженеров и менеджеров для проекта. В 2018 году VW добился перехода Фрэнка Блума из Daimler AG на пост руководителя центра передовых исследований аккумуляторных элементов, но полностью укомплектованную команду на направлении производства аккумуляторов пока создать не удалось. Блум сообщил WSJ, что на данный момент он тратит большую часть своего времени на поиск экспертов и организацию обучения для создания пула специалистов. С целью решения этой проблемы VW среди прочего собирается воспользоваться немецкой системой стажировок для студентов. Компания планирует расширить свое участие в ней и дать возможность студентам, изучающим химию и электротехнику, пройти дополнительное обучение на производстве и в дальнейшем получить рабочее место — наряду с инженерами-механиками. Volkswagen также связывает свои надежды со стартапом QuantumScape Corp., занимающимся разработкой твердотельных аккумуляторов, которые дешевле в производстве и заряжаются быстрее литий-ионных аккумуляторов. Автоконцерн инвестировал в стартап около 10 лет назад, и в декабре 2020 года QuantumScape объявила об успешном испытании твердотельного аккумулятора, который можно использовать в электромобилях. VW объявил о своих планах перейти к производству аккумуляторов еще в 2019 году. В марте 2021 года в компании заявили, что до 2030 года планируется построить пять заводов по производству аккумуляторов в Европе, один из которых будет расположен в Германии. Его возведение начнется уже в следующем году. Это позволит усилить контроль над цепочкой поставок компонентов для электромобилей по мере увеличения продаж.
история | Главная
история | Главная 2016ISO 50001 Сертификат системы энергетического менеджмента
2015 Создание исследовательского центра R&D 2013 Вступление Mutlu AKU в группу Metair Group 2013 Производство гелевых аккумуляторов для морских и энергетических применений 2013 Производство аккумуляторов для грузовиков CA CA Kamina 2012 Производство аккумуляторов Start Stop — AGM 2012 Ввод в эксплуатацию систему CON CAST в производстве плит 2012 Ввод в эксплуатацию системы пуансона в производстве плит 2009 Производство аккумуляторов Silver Calcium 2008 Производство аккумуляторов Start Stop — EFB 2007 Турецкий сертификат Loyd 2006 нзия на вторичную переработку, выдаваемой Министерством охраны окружающей среды и лесного хозяйства 2006 Производство стационарных аккумуляторов VRLA (Полностью закрытые) 2003 Сертификат качества IATF 16949, Сертификат качества TSE ISO 9001: 2000 2002 Сертификат экологического менеджмента DQS ISO 14001 2001 Производство аккумуляторов Са-Са Expanded 2000 Сертификат DQS ISO 9000 1994 Сертификат системы качества DQS ISO 9001 1991 Производство сепараторов для аккумуляторов в виде полиэтиленовых пакетов 1998 Производство кальциевого сплава для аккумуляторов 1986 Производство прозрачных стационарных аккумуляторов (OPzS) 1980 Производство малообслуживаемых пластиковых аккумуляторов 1964 Производство аккумуляторов для мотоциклов 1990 Производство аккумуляторов Minitrack 1996 Использование индикатора (индикатор заряда) аккумулятора 1980 Производство сепараторов ПВХ 1964 Производство аккумуляторов для стационарных установок и эвакуаторов 1999 Производство аккумуляторов с применением технологии Expanded Metal 1955 Переход к производству аккумуляторов 1996 Переезд на объект в Tepeören-Тузлы 1987 Производство необслуживаемых пластиковых аккумуляторов 1945 Создание Mutlu Anonim ŞirketiVolvo Car Group и Northvolt объединят усилия в разработке и производстве аккумуляторов
В качестве первого шага в учреждении совместного предприятия на паритетных началах Volvo Car Group и Northvolt планируют создать в Швеции центр исследований и разработок. Он начнет свою деятельность в 2022 году.
Этот центр призван использовать опыт обеих компаний в области аккумуляторных технологий и разрабатывать аккумуляторные элементы нового поколения и автомобильные технологии интеграции, спроектированные специально для использования в автомобилях Volvo и Polestar.
В рамках совместного предприятия также будет построен новый гигаваттный завод в Европе с потенциальной производственной мощностью до 50 гигаватт-часов (ГВт·ч) в год. Начало работы завода намечено на 2026 год.
Кроме того, Volvo Car Group планирует увеличить мощности существующего завода по производству аккумуляторов Northvolt Ett в шведском Шеллефтео до 15 ГВт·ч аккумуляторных элементов в год, начиная с 2024 года.
Наряду с анонсированным ранее соглашениями о поставках аккумуляторов, партнерство с Northvolt обеспечит европейские потребности в аккумуляторных батареях, что будет способствовать реализации амбициозных планов Volvo Cars в области электрификации. Volvo Cars нацелена на достижение 50-процентного уровня «электрификации» своих глобальных продаж к середине этого десятилетия, а к 2030 году планирует продавать только полностью электрические автомобили.
Сегодня значительную часть выбросов углерода, в течение всего жизненного цикла полностью электрических автомобилей Volvo Car Group, составляет производство аккумуляторов. Сотрудничая с Northvolt, лидером в области экологичного производства аккумуляторов, и производя аккумуляторы в непосредственной близости от своих сборочных предприятий в Европе, Volvo Car Group может уменьшить воздействие на окружающую среду, связанное с производством и доставкой аккумуляторов для своих автомобилей будущего.
«Сотрудничая с Northvolt, мы обеспечим поставку высококачественных и экологически безопасных аккумуляторных элементов для наших полностью электрических автомобилей, — комментирует генеральный директор Volvo Cars Хокан Самуэльссон. — Тесное сотрудничество с Northvolt также позволит нам усилить наши собственные возможности в области разработок».
Ожидается, что на новом гигаваттном заводе, использующем только экологически чистую энергию, будет работать около 3000 человек. Место для строительства нового завода еще не определено. Первый автомобиль, использующий аккумуляторные батареи, созданные в рамках совместного предприятия, станет электрическим преемником XC60 — самой продаваемой модели Volvo Cars.
«Volvo Cars и Polestar — лидеры отрасли в переходе к электрификации и идеальные партнеры, ведь мы совместно стремимся разрабатывать и производить самые экологичные аккумуляторные элементы в мире, — говорит соучредитель и генеральный директор Northvolt Питер Карлссон. — Мы гордимся тем, что стали их эксклюзивным партнером по производству аккумуляторных элементов в Европе».
Сотрудничество с Northvolt является ключом в стремлениях Volvo Cars стать лидером в сегменте электромобилей премиум-класса и продавать только электромобили к 2030 году. Оно также является важнейшим шагом в расширении собственных компетенций Volvo Car Group в разработках.
Для бренда Polestar это дополнительный импульс для роста в Европе и приверженность проекту Polestar 0, который направлен на создание климатически нейтрального автомобиля к 2030 году.
«Разработка технологий аккумуляторных батарей следующего поколения собственными силами, вместе с Northvolt, позволит нам создавать аккумуляторы специально для владельцев Volvo и Polestar, — добавил технический директор Volvo Cars Хенрик Грин. — Разрабатывая элементы для наших электромобилей самостоятельно, мы можем сфокусироваться на предоставлении клиентам Volvo и Polestar именно того, чего они хотят. Например, батарей с увеличенным запасом хода и коротким временем зарядки».
«Сотрудничество с Northvolt — важный шаг для нашей промышленной сети, поскольку мы движемся к полной электрификации к 2030 году, — говорит руководитель отдела промышленных операций и качества Volvo Cars Хавьер Варела. — Аккумуляторы — один из важнейших компонентов полностью электрического автомобиля, и, работая с Northvolt, мы обеспечиваем эффективную и экономичную цепочку европейских поставок высококачественных и экологически безопасных аккумуляторов».
Конкретные детали партнерства и создания совместного предприятия являются предметом дальнейших переговоров и соглашений между сторонами, включая утверждение советом директоров.
«Электротяга»
Акционерное общество «Электротяга» — одно из ведущих предприятий России, осуществляющее разработку и производство свинцово-кислотных аккумуляторов различных типов и назначений.
«Электротяга» создано в 2001 году на базе одного из старейших российских предприятий, бывшего Ленинградского аккумуляторного завода, учрежденного в 1913 году как акционерное общество «ТЭМ» для производства свинцовых аккумуляторов. До революции завод специализировался на производстве аккумуляторов для подводных лодок.
В 1917 году завод был национализирован и вошел в состав Аккумуляторного треста. В 1921 году он переименован в «Завод им. лейтенанта Шмидта» с расширением номенклатуры выпускаемых изделий, поставляя, помимо лодочных батарей, аккумуляторы для автомобильного и железнодорожного транспорта.
В годы Великой Отечественной войны основное оборудование было вывезено на восток, где был организован выпуск свинцовых аккумуляторов для нужд фронта. В 1944 году начались работы по восстановлению завода, и к середине пятидесятых годов предприятие становится головным в отрасли.
С 1974 по 1988 год завод входил в состав объединения «Источник», а в 1991-1992 годах он был реорганизован в ЗАО «Балтэлектро» и ЗАО «Электротяга». В 2001 году эти заводы были объединены, и образовано единое предприятие «Электротяга».
В составе АО «Концерн «Морское подводное оружие — Гидроприбор» в 2015 году предприятие вошло в Корпорацию «Тактическое ракетное вооружение».
В настоящее время «Электротяга» специализируется на производстве свинцово-кислотных аккумуляторных батарей для подводных лодок, подводных аппаратов, бронетанковой, ракетной и железнодорожной техники. Является единственным в России производителем аварийно-резервных и циклируемых свинцовых аккумуляторов для всех типов подводных лодок Военно-морского флота РФ.
В структуру предприятия входит научно-технический центр, который осуществляет весь комплекс работ по созданию новых изделий от научных исследований до изготовления и испытания опытных образцов, оформления всей необходимой нормативно-технической документации.
Предприятие поставляет свою продукцию как российским, так и зарубежным потребителям.
Основные виды продукции:
- химические источники тока (аккумуляторы, первичные элементы и батареи из них)
- электрические машины и электрооборудование
Южная Корея намерена сделать производство аккумуляторов стратегической отраслью экономики
Власти Республики Корея намереваются сделать производство аккумуляторов для электромобилей стратегической для страны отраслью экономики к 2030 году. Об этом заявил президент Республики Корея Мун Чжэ Ин в ходе с представителями южнокорейских компаний из этой сферы в четверг, 8 июля.
Мун Чжэ Ин, слова которого приводит агентство Рёнхап, сказал, что сейчас уже понятно, что аккумуляторы будут центром промышленности будущего и данная отрасль является ключом к превращению страны в лидеры мировой экономики. Предполагается, что к 2030 году объем мирового рынка аккумуляторов составит $350 млрд.
Южнокорейский лидер сообщил, что планирует ввести меры по стимулированию инвестиций в данной сфере, включая сокращение налогов на инвестиции в НИОКР до 50% и на финансирование строительства объектов по производству батарей на 20%. Также он стремится придать этой индустрии статус стратегической отрасли, наряду с производством полупроводников и вакцин.
На встрече с президентом присутствовали представители южнокорейских компаний LG Energy Solution , Samsung SDI и SK Innovation. По данным агентства Рёнхап, на данные компании приходится примерно треть мировых поставок аккумуляторов для электромобилей за пять месяцев 2021 года. Но в последнее время у этих компаний появились конкуренты, которыми выступают китайские, европейские и американские производители.
Компания LG Group сообщила, что намерена инвестировать $13,1 млрд. в разработку аккумуляторов нового поколения и расширение производства в Южной Корее до 2030 года. Агентство сообщает, что ее дочерняя компания LG Energy Solution занимает второе место в мире по поставкам аккумуляторов. Ее клиентами являются, кроме южнокорейских автопроизводителей, Tesla, General Motors Ford, Volvo и Volkswagen.
Как начать бизнес по производству аккумуляторов | Малый бизнес
Андра Пичинку Обновлено 12 февраля 2021 г.
Производство аккумуляторов — одна из самых быстрорастущих отраслей в мире. Десять лет назад потребители использовали аккумуляторы для своих ноутбуков, телефонов и других гаджетов. Сегодня эти накопители энергии используются в автомобилях, медицинском оборудовании и даже в домах. Запуск небольшого завода по производству аккумуляторов может быть отличным способом оставаться в авангарде технологий, но не ожидайте, что это будет легко.
Подсказка
Первым шагом к открытию бизнеса по производству аккумуляторов является изучение практики в этой отрасли и приобретение технических ноу-хау. Затем определитесь с бизнес-моделью и разработайте стратегию производства, распространения и сбыта вашей продукции.
Изучите процесс производства аккумуляторов
Аккумуляторы играют ключевую роль в переходе к миру с более возобновляемыми источниками энергии. Финансовые аналитики ожидают, что к 2027 году мировой рынок аккумуляторов достигнет $ 310,8 млрд , сообщает Grand View Research.Растущая популярность решений в области зеленой энергии, таких как электромобили и системы солнечных батарей, подпитывает эту отрасль.
По данным Reuters, более 80% мирового производства литий-ионных аккумуляторов приходится на Китай. Европейский Союз планирует инвестировать в эту технологию миллиарды в течение следующих нескольких лет. Американские компании, особенно стартапы, тестируют новые аккумуляторные технологии, исследуя различные бизнес-модели. Например, некоторые продают интеллектуальную собственность, лежащую в основе их технологий.
Прежде чем выбирать бизнес-модель, убедитесь, что вы знакомы с производством аккумуляторов. Решите, хотите ли вы производить первичные или вторичные батареи, какие типы электрохимических элементов вы собираетесь использовать и какое оборудование необходимо. Как правило, процесс производства батарей включает производство анодов, катодов, токопроводящих деталей и механических компонентов, поясняет Агентство по охране окружающей среды США.
Небольшой завод может производить отдельные компоненты и продавать их более крупным производителям или производить целое.Последний вариант требует больших вложений и более передовых технологий. Бизнес-модели и производственная практика в этой отрасли различаются для фиксированных аккумуляторов, автомобильных аккумуляторов и аккумуляторов, используемых в секторе бытовой электроники.
Составьте бизнес-план
После того, как вы определились с бизнес-моделью, запишите свои идеи и проведите дальнейшее исследование. Ищите отраслевые отчеты, достоверные данные и другие ресурсы, связанные с рынком производства аккумуляторов. Определите, кому вы хотите продавать свою продукцию и какие каналы сбыта использовать.Определите свое уникальное торговое предложение, ключевые виды деятельности, потоки доходов, потенциальные партнерские отношения и другие аспекты.
Если, скажем, вы производите аккумуляторные батареи, вы можете подчеркнуть, что ваши продукты не наносят вред окружающей среде. Более того, они, как правило, служат дольше и производят меньше отходов, чем их неперезаряжаемые аналоги. Это может быть ваше уникальное торговое предложение.
Подумайте также о структуре своего бизнеса. Производство аккумуляторов — это деятельность с высоким риском из-за используемых материалов.Управление по охране труда и технике безопасности предупреждает, что воздействие свинца может вызвать повреждение нервной системы, анемию, судороги и другие заболевания. Учитывая эти риски, имеет смысл создать компанию с ограниченной ответственностью (LLC) или корпорацию, а не индивидуальное предприятие. Если вы создаете ООО или корпорацию, вы не можете нести личную ответственность в случае судебного иска.
Учитывайте правовые аспекты
Ваш бизнес-план должен также охватывать все лицензии, разрешения и согласования, необходимые для эксплуатации аккумуляторного завода.Юридические требования зависят от штата, в котором вы собираетесь работать, а также от вашей бизнес-модели, услуг, оборудования для производства аккумуляторов и других факторов. Убедитесь, что ваше учреждение соответствует стандартам OSHA и другим правовым нормам.
Помимо этих аспектов, подумайте о своих потребностях в страховании, людских ресурсах, маркетинговой стратегии, планах роста и многом другом. Обратитесь к нескольким поставщикам и запросите расценки на необходимые вам расходные материалы и оборудование. Крупнейшие производители лития расположены в Чили, Австралии, Китае и Аргентине, сообщает Forbes.Примерно 4 процента мировых запасов лития находятся в США, поэтому вам может потребоваться импортировать это химическое вещество, что требует обширной документации и дополнительных расходов.
В целом производство аккумуляторов — сложная отрасль, требующая как технических, так и юридических ноу-хау. Самый простой вариант — продать интеллектуальную собственность, стоящую за вашими процессами. Вы также можете изучить другие компании, производящие аккумуляторные батареи, чтобы узнать, как они работают. Обратитесь к коммерческому юристу и обсудите возможные варианты, прежде чем начать.
Как сделать батарею за 7 шагов
От смартфонов до электромобилей и даже от Tesla Powerwall — аккумуляторные батареи питают нашу современную жизнь. Но вы когда-нибудь задумывались, что находится внутри этих устройств, которые позволяют нам отправлять смайлики, ездить по городу и многое другое? Если это так, посетите Advanced Battery Facility в Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), одну из немногих экспериментальных лабораторий по производству аккумуляторов, открытых для публики.
Этот объект позволяет ученым тестировать все виды новых материалов, в том числе литий, серу, натрий и магний, для увеличения срока службы батарей и хранения большего количества сока.Эти испытания помогают ученым из национальных лабораторий, университетов и промышленности найти более мощные и безопасные замены для самой распространенной на сегодняшний день перезаряжаемой батареи — литий-ионной батареи.
В Advanced Battery Facility ученые тестируют новые материалы, собирая из них экспериментальные батареи размером с сотовый телефон, которые называются «ячейками-пакетами», потому что они заключены в герметичный пластиковый пакет. Как и в полноразмерных батареях, каждая ячейка в пакете состоит из трех основных частей: двух электродов и электролита, разделяющего их.
Когда аккумулятор накапливает, а затем высвобождает электричество, крошечные заряженные частицы перемещаются вперед и назад между каждым электродом, попутно проходя через электролит. Этот процесс дает нам электричество, необходимое для просмотра видеороликов о кошках на наших телефонах, передвижения по городу на электромобилях и даже для хранения возобновляемой энергии, когда не светит солнце или не дует ветер.
Так как же собрать все эти детали? Вот семь наиболее важных этапов процесса, который занимает около двух недель:
- Электродная суспензия: Порошки, содержащие активные материалы в электродах, такие как литий, смешиваются в большой емкости со связующими материалами, которые действуют как клей для создания того, что ученые называют жидким тестом.
- Покрытие электрода: Затем суспензия распределяется на очень длинный (до нескольких сотен футов) кусок фольги, который медленно скатывается при высокой температуре (до 300 градусов по Фаренгейту), превращая электрод в твердое тело.
- Штамповка электродов: Обожженный электродный рулон разрезается на более мелкие кусочки, которые помещаются под сверхострую прямоугольную матрицу. Резким движением матрица быстро надавливает на электродный лист и вырезает отдельный элемент электродной батареи.
- Укладка электродов: Автоматическая машина использует всасывание для захвата и освобождения листов вырезанного электродного материала и обертывания изолирующим слоем между каждым листом. В результате получается пакет электродов размером с кредитную карту, который выплевывается из машины поворотом металлического рычага.
- Изготовление пакетов: Специальный влагостойкий барьерный материал прессуется для создания прямоугольных форм. Пакет электродов вставляется в полученную форму для создания ячейки мешочка.
- Впрыск электролита: Жидкий электролит впрыскивается в открытый аккумуляторный отсек.
- Герметизация батареи: Пропитанный электролитом батарейный отсек герметично закрывается и помещается в вакуумную камеру, которая удаляет излишки воздуха изнутри сумки.
Пакеты-элементы затем подвергаются испытаниям, непрерывно заряжаются и разряжаются в камерах с контролируемой окружающей средой, которые имитируют экстремальные температуры от 20 до -140 градусов по Фаренгейту.
Если тестовый пакет-ячейка работает хорошо, его уникальное сочетание различных материалов может позволить всем нам продлить нашу жизнь дольше и лучше.Когда обнаруживается многообещающая смесь аккумуляторов, национальные лаборатории работают с частными компаниями над лицензированием технологии, которую компании развивают в продукт, который можно вывести на рынок, чтобы все мы могли купить и извлечь из него выгоду.
Примечание редактора: этот пост представляет собой сокращенную версию статьи, написанной Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией, одной из 17 национальных лабораторий Министерства энергетики. Узнайте больше о работе PNNL по хранению энергии в аккумуляторах для электромобилей и электросети.
Перспективы производства аккумуляторов для электромобилей на 2040 год
С появлением электромобильности и, как следствие, увеличением производства электромобилей рынок электромобилей демонстрирует стабильно высокие темпы роста в течение последних нескольких лет. Например, в 2017 году мировые производители аккумуляторов для электромобилей произвели примерно 30 гигаватт-часов емкости накопителей, что почти на 60 процентов больше, чем в предыдущем году — тенденция, которая, вероятно, сохранится.
Этот рынок представляет собой существенную, но пока еще неиспользованную потенциальную возможность для европейских производителей аккумуляторов и автопроизводителей, а также для европейской экономики в целом. В настоящее время на рынке аккумуляторов для электромобилей доминируют игроки только из трех стран, все из которых находятся в Азии: Китая, Японии и Кореи. В 2018 году менее 3 процентов от общего мирового спроса на батареи для электромобилей было обеспечено компаниями за пределами этих трех стран, и только около 1 процента было поставлено европейскими компаниями.
В этой статье мы оцениваем потенциальный рынок производства аккумуляторов для электромобилей в Европе и рассмотрим основные преимущества размещения там такой отрасли. Кроме того, мы анализируем ключевые критерии принятия решений производителями аккумуляторных элементов при выборе местоположения новых производственных мощностей.
Текущая ситуация: парадокс производства аккумуляторов электромобилей в Европе
До сих пор ситуация с аккумуляторными батареями для электромобилей в Европе была чем-то вроде парадокса: в то время как европейские автопроизводители изо всех сил пытались обеспечить достаточное количество аккумуляторов, инвестиции в производство аккумуляторов были сосредоточены в Азии.Из 70 объявленных гигафабрик по всему миру 46 базируются в Китае. В отличие от Китая, в Европе нет последовательной промышленной стратегии по привлечению крупномасштабного производства аккумуляторов. Возникшие в результате проблемы для этой существующей отрасли и проблемы с запланированными инвестициями даже заставили некоторых европейских производителей аккумуляторов открыть магазины в другом месте, а именно в Китае. Голландская компания Lithium Werks, у которой уже есть два завода в Китае, в сентябре объявила о планах строительства еще одного. Компания заявляет, что предпочитает строить заводы в Китае, потому что инфраструктура лучше, и легче получить разрешения, необходимые для строительства завода.
Хотите узнать больше о нашей нефтегазовой практике?Ввиду ограниченности местных возможностей поставки аккумуляторов европейские производители автомобилей до сих пор в значительной степени обеспечивали поставки, подписывая долгосрочные сделки с азиатскими производителями. Например, некоторые европейские OEM-производители премиум-класса до сих пор исключили дальнейшие инвестиции в производство элементов и сосредоточились только на исследованиях и разработках и упаковке. В настоящее время Nissan владеет заводом в Сандерленде, Великобритания, но стремится продать его.Volkswagen только что объявил, что инвестирует 1 миллиард евро в завод по производству аккумуляторных батарей, который он разрабатывает в партнерстве с SK Innovation в Германии, а также имеет крупные сделки на поставку с LG Chem, Samsung и китайским производителем аккумуляторов CATL.
Поскольку большинство производителей автомобилей предпочитают не производить аккумуляторы самостоятельно и не могут обеспечить поставки рядом со своими европейскими заводами, европейские производители автомобилей рискуют оказаться в невыгодном положении по сравнению с конкурирующими производителями автомобилей, которые ближе и лучше способны обеспечить поставку аккумуляторов в качестве спроса на них. Электромобили растет.Следовательно, могут появиться прибыльные возможности для производителей аккумуляторов, которые открывают предприятия в нужных местах в нужное время.
Возможность перехода: необходимы дополнительные мощности для производства аккумуляторов
В связи с быстрым улучшением экономики электромобилей и усилением нормативных требований в разных европейских странах мы ожидаем, что к 2040 году около 70 процентов всех автомобилей, продаваемых в Европе в различных сегментах (легковые автомобили, фургоны, грузовики и автобусы), будут электрическими.Падение стоимости аккумуляторов делает вероятным, что общая стоимость владения легковым электромобилем к середине 2020-х годов достигнет паритета с автомобилями с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Между тем, ужесточение целевых показателей эффективности подтолкнет производителей автомобилей к электрификации большей части производимых ими автопарков, в то время как экономика совместного использования, автономное вождение и транспорт как услуга обеспечат дополнительные стимулы для электрификации операторами автопарков. Кроме того, многие европейские правительства объявили о своем намерении запретить продажу автомобилей с ДВС к 2030 или 2040 году (Приложение 1).
Приложение 1
Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]Столь резкое увеличение количества электромобилей означает, что потенциальный рынок аккумуляторов огромен. Мы прогнозируем, что к 2040 году спрос на аккумуляторы для электромобилей, производимых в Европе, достигнет в общей сложности 1200 гигаватт-часов в год, что достаточно для 80 гигаваттных заводов со средней мощностью 15 гигаватт-часов в год (Иллюстрация 2).
Приложение 2
Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]Прогнозируемый спрос на аккумуляторы для электромобилей, производимых в Европе, более чем в пять раз превышает объем подтвержденных в настоящее время проектов в Европе, в том числе, например, Northvolt в Швеции, LG Chem во Вроцлаве, Samsung SDI в Гёде и CATL в Эрфурте (см. 3) — к 2040 году дополнительный спрос составит около 1000 гигаватт-часов в год по сравнению с сегодняшними объявлениями.Этот пробел должен быть восполнен либо за счет импорта аккумуляторов, либо за счет дополнительных мощностей по производству аккумуляторов в Европе.
Приложение 3
Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]Стратегические соображения: Региональное производство аккумуляторов
Европейские производители автомобилей, политики и потенциальные поставщики аккумуляторов имеют сильные экономические и стратегические стимулы для обеспечения местного производства аккумуляторов.Аккумулятор — самая дорогостоящая часть электромобиля, в настоящее время составляющая от 35 до 45 процентов общей стоимости. Также ожидается, что предложение будет самым ограниченным, поскольку в ближайшие годы производство электромобилей и цепочки поставок увеличатся. Отсутствие поблизости этой стратегической части производственного процесса влечет за собой значительные риски цепочки поставок для OEM-производителей и представляет собой упущенную возможность для политиков разместить значительную долю создания стоимости в Европе.
Для европейских стран существует риск того, что падение производства автомобилей с ДВС и электромобилей без надежной емкости местных аккумуляторов может сделать европейскую автомобильную промышленность менее конкурентоспособной.OEM-производители обычно предпочитают производить свою продукцию близко к рынкам. Тем не менее, они могут сделать приоритетом близость к критически важной части своих цепочек поставок и перенести производство электромобилей ближе к производству батарей, если производители батарей решат не размещать свои гигафабрики рядом с ожидаемым производством электромобилей.
Однакоевропейских производителей автомобилей, похоже, не особо стремятся заниматься производством аккумуляторных элементов. Во-первых, трудно найти правильный химический состав, наладить производственный процесс и установить другие компоненты для производства аккумуляторных элементов.Такие знания не отражают основных компетенций производителя автомобилей. Вместо этого производители автомобилей обычно видят ценность в упаковке элементов в модули и аккумуляторные блоки. Во-вторых, производство аккумуляторов собственными силами или переход к более широкому кругу поставщиков — возможно, даже к европейским поставщикам — часто сопряжены с рисками, а именно: отдельные поставщики не могут обеспечить достаточное количество сырья по достаточно низким ценам для поддержания необходимого производства. Растущий спрос на батареи уже оказал давление на дефицит материалов, увеличивая риски предложения.Цена на литий с 2015 года утроилась, а мировое производство кобальта в 2025 году, вероятно, должно быть вдвое выше, чем в 2016 году, чтобы удовлетворить мировой спрос на электромобили. Чтобы свести к минимуму этот риск, производителям электромобилей можно посоветовать более тесно интегрироваться с производителями элементов питания, которые имеют строгий контроль над своими собственными цепочками поставок. В настоящее время горстка китайских, японских и корейских производителей аккумуляторов доминирует на рынке и в большей части производственно-сбытовой цепочки, причем контроль распространяется, в некоторых случаях, на шахты, добывающие литий и другие ключевые металлы.
Более того, закупка у ближайших производителей аккумуляторов позволяет OEM-производителям устранять риски цепочки поставок, включая проблемы с транспортировкой опасных грузов и проблемы с оборотным капиталом, одновременно обеспечивая совместную разработку и устранение неисправностей аккумуляторных элементов, блоков и электромобилей. Мы обнаружили, что это может более чем компенсировать потенциально более низкие затраты на более удаленную установку, например, в странах, которые выплачивают высокие авансовые субсидии капитальных затрат, при этом обеспечивая большую гибкость и снижая риски, связанные с закупкой всех аккумуляторов на одном заводе. область.
Координация: для успешного наращивания производства аккумуляторов требуются согласованные усилия всех заинтересованных сторон.
Чтобы удовлетворить спрос на аккумуляторы в 2020-х годах, производители автомобилей, их поставщики и государственные заинтересованные стороны должны начать принимать необходимые меры прямо сейчас или найти способы ускорить сроки. Недавний опыт показывает, что от начала планирования завода по производству аккумуляторов и создания пилотной производственной линии до выхода на полную производственную мощность в несколько гигаватт-часов в год требуется от пяти до семи лет.
Однако время создания новых мощностей по производству аккумуляторов имеет решающее значение. Если производство электромобилей увеличится до того, как производители элементов объявят о местном производстве, производители электромобилей, возможно, уже обеспечили поставку батарей для своего первого цикла новых платформ продуктов. С другой стороны, если производство элементов возрастет до того, как появится значительный спрос на электромобили, производители аккумуляторов столкнутся с выбором между строительством небольших заводов, которые менее эффективны, поскольку не получают выгоды от оптимального размера (обычно от 8 до 15 гигаватт). часов в год для оптимального эффекта масштаба), или запуск крупных заводов при (начальной) низкой загрузке из-за отсутствия спроса.
Что касается масштаба новых заводов, то более крупные объекты с мощностью более восьми гигаватт-часов в год оказались в два раза производительнее на вложенный евро, чем более мелкие проекты. В последние проекты с мощностью более восьми гигаватт-часов в год в среднем было инвестировано около 120 миллионов долларов на гигаватт-час в год. Если экстраполировать это на 1200 гигаватт-часов в год, которые потребуются к 2040 году, мы получим общий объем инвестиций в производство элементов в Европе в размере около 150 миллиардов долларов.Дополнительные инвестиции в НИОКР и производственно-сбытовую цепочку (например, в электролиты и электроды) добавят к этому требованию.
Преимущества собственного производства: другие причины, по которым Европа получает выгоду от производства аккумуляторов
Если производственные мощности по производству электромобилей будут установлены в Европе, это принесет значительные преимущества европейским экономическим, промышленным усилиям и усилиям по обеспечению устойчивости. При потребности в 1200 гигаватт-часов в год в 2040 году стоимость одного только рынка сотовой связи составит около 90 миллиардов евро в год. с потенциалом создания около четверти миллиона рабочих мест в производстве аккумуляторных элементов и НИОКР.
Создание гигафабрик в Европе также может создать рабочие места в верхней и нижней части цепочки поставок в таких областях, как обратная логистика, переработка и повторное использование. Более того, многие компоненты европейских автомобилей сегодня производятся в других местах; Обеспечение производства аккумуляторов в Европе могло бы помочь разместить большую часть усилий автомобильной промышленности по созданию стоимости в Европе.
Размещение производителей элементов рядом с OEM-производителями в Европе позволяет создать исследовательскую и инновационную экосистему, способствуя совместному развитию игроков в производстве электромобилей, производстве элементов и разработке и производстве материалов (включая катоды, аноды и электролиты), а также вторичной переработки , исследовательские и инновационные сети.Технология аккумуляторных элементов также быстро развивается. Технологии следующего поколения, такие как полностью твердотельные батареи, уже появляются на горизонте, и для этого необходимы постоянные исследования и разработки. Азиатские производители в настоящее время более продвинуты, и европейские OEM-производители и производители аккумуляторов должны будут решить, сотрудничать с ними, попытаться догнать их или попытаться перейти к следующему технологическому циклу. Репутация производителя аккумуляторов также будет играть роль, поскольку европейские OEM-производители высшего уровня вряд ли будут закупать у поставщиков, не имеющих проверенной репутации.По мере дальнейшего развития технологии производство аккумуляторов следующего поколения может даже лучше обслуживаться игроками, которые еще не участвуют в текущей цепочке поставок аккумуляторов, но имеют подтвержденные рекорды в области высокотехнологичного производства. Есть европейские инженерные и технологические компании, которые могут занять достойное место, чтобы выступить в качестве «второго шага» и занять долю на рынке аккумуляторов следующего поколения.
Что касается устойчивости, то получение ячеек в европейских странах позволит производителям извлечь выгоду из быстро декарбонизирующих энергосистем Европы и снизить общий углеродный след электромобилей в соответствии с европейскими целями декарбонизации жизненного цикла транспортных средств.
Привлекательное расположение: зачем производить аккумуляторы в Европе?
Производители аккумуляторов имеют широкий выбор мест, из которых можно выбирать, поэтому понимание их потребностей может оказаться полезным для стран, для которых привлечение этой отрасли является приоритетом. На высоком уровне производители аккумуляторных элементов обычно ищут наилучшее экономическое обоснование и наименьший риск в благоприятной политической среде, извлекая выгоду из финансовых стимулов, беспрепятственных процессов выдачи разрешений и лицензирования, чистой энергии, доступа к квалифицированной рабочей силе и близости к клиенты и поставщики с хорошим доступом к сырью.
Многие страны Европы могут предложить эти элементы. Политические системы в большинстве европейских стран предсказуемы, и на большинстве правительственных уровней существует сильная приверженность переходу к системе с низким содержанием углерода, ключевыми компонентами которой являются электромобили и их батареи. Некоторые из них имеют хорошо развитые порты с хорошим доступом к международным рынкам сырья. Вспомогательная инфраструктура широко распространена, как и вспомогательные услуги.
Потенциальное влияние электромобилей на глобальные энергетические системыВ Европе есть одни из лучших научно-исследовательских центров и университетов в мире, что особенно важно по мере развития аккумуляторных технологий.В частности, в Центральной Европе близость к исследовательским учреждениям, а также к поставщикам сырья и производителям позволяет производителям аккумуляторов, иногда вместе с производителями, улавливать распространение инноваций и совместно разрабатывать современные компоненты, аккумуляторы и т. Д. и платформы электромобилей.
В то время как правила государственной помощи ограничивают европейские государства в предоставлении прямых финансовых стимулов, Европейский Союз и отдельные государства-члены предлагают финансирование через ряд учреждений и программ.В Восточной Европе некоторым производителям предлагаются налоговые льготы в особых экономических зонах, а затраты на энергию, рабочую силу и землепользование по-прежнему относительно невысоки.
Кроме того, со временем значение некоторых конкурентных преимуществ Европы будет расти. К ним относятся его надежные образовательные базы и базы знаний, которые будут приобретать все большее значение по мере того, как дешевая рабочая сила постепенно автоматизируется, а технические знания становятся все более важными.
Большой опыт Европы в области рециклинга станет более важным для производителей по мере того, как возрастут нормы расширенной ответственности производителей и по мере того, как будет оказываться повышательное давление на цены на сырье, такое как кобальт и литий.Наличие цепочек поставок для обратной логистики и вторичной переработки также повышает безопасность поставок редких материалов, которые часто производятся в нестабильных регионах. Создание замкнутого цикла рециркуляции может стать важным конкурентным преимуществом для европейских стран в обеспечении устойчивого жизненного цикла аккумуляторов.
Важно, чтобы Европа осознала значимость потенциала для местного производства аккумуляторов и его важность для перехода к производству электромобилей. Если эту отрасль не удастся создать в Европе, будущее производство электромобилей может произойти где-то еще, с созданием стоимости и появлением новых рабочих мест — возможно, со временем, включая текущее производство электромобилей и устаревших автомобилей с ДВС.Однако создание производства аккумуляторов в Европе могло бы не только обеспечить производство электромобилей и другие производственные рабочие места, но и создать новые рабочие места в таких областях, как производство элементов, цепочка поставок аккумуляторов и т. Д. Если мы хотим воспользоваться этой огромной возможностью, заинтересованные стороны должны действовать сейчас, прежде чем производители электромобилей закроют многолетние соглашения с поставщиками — и оставят опоздавших в индустрии электромобилей в пыли.
Будьте в курсе ваших любимых темлитий-ионных батарей и проблемы их производства — Клаус Даниэль | Границы инженерии: отчеты о передовых технологиях с симпозиума
2014 г.Снабжение возобновляемыми источниками энергии.Тем не менее, стоимость продолжает оставаться проблемой, и ее необходимо будет решить путем разработки надежной цепочки поставок, стандартов в производстве, высокой производительности и упрощенных недорогих методов обработки. Помимо снижения затрат, исследования могут расширить знания о молекулярных процессах и проблемах переноса, чтобы оптимизировать конструкцию и использование доступной энергии в батареях и увеличить срок их службы.
Как показано в этой статье, увеличение содержания энергии и емкости в материалах активных электродов и сокращение непрямых материалов в производстве — это два способа повлиять на стоимость.
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
Части этого исследования в Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL; под управлением UT Battelle, LLC) для Министерства энергетики США (по контракту DE-AC0500OR22725) спонсировались Управлением по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии (EERE). (VTO) Подпрограмма прикладных исследований батарей (ABR) (руководители программы: Питер Фэги и Дэвид Хауэлл). Автор благодарит Дэвида Вуда, Цзяньлинь Ли и Дебасиша Моханти за плодотворные обсуждения и вклады из отдела исследований и разработок по производству аккумуляторных батарей в ORNL и Бет Армстронг из отдела материаловедения и технологий ORNL.
ССЫЛКИ
Besenhard JO, Schöllhorn R. 1976. Механизм реакции разряда электрода MoO 3 в органических электролитах. Журнал источников энергии 1 (3): 267–276.
Дэниел С. 2008. Материалы и обработка литий-ионных батарей. Журнал Общества минералов, металлов и материалов 60 (9): 43–48.
Daniel C, Besenhard JO, ред. 2011. Справочник по аккумуляторным материалам. Вайнхайм: Wiley-VCH.
Дэниел С., Моханти Д., Ли Дж., Вуд Д.Л.2014. Обзор катодных материалов. Обзор материалов и технологий для электрохимического хранения: Материалы конференции AIP 1597: 26–43; DOI: 10.1063 / 1.4878478.
DOE [Министерство энергетики США]. 2013. EV везде: план грандиозного вызова. Доступно по адресу http://energy.gov/sites/prod/files/2014/02/f8/eveverywhere_blueprint.pdf.
Ли Дж., Рулисон К., Кигганс Дж., Дэниел С., Вуд DL. 2012. Превосходные характеристики водных дисперсий LiFePO 4 благодаря обработке коронным разрядом и оптимизации поверхностной энергии.Журнал Электрохимического общества 159 (8): A1152 – A1157.
Ли Дж., Армстронг Б.Л., Кигганс Дж., Дэниел С., Вуд Д.Л. 2013. Повышение производительности ионно-литиевых элементов с использованием водных катодных дисперсий LiFePO4 и полиэтилениминового диспергатора. Журнал Электрохимического общества 160 (2): A201 – A206.
Мидзусима К., Джонс П.К., Уайзман П.Дж., Гуденаф Дж. Б.. 1980. Li x CoO 2 (0 Roth PE. 2000. Тепловые характеристики литий-ионных ячеек с использованием калориметрических методов. Конференция и выставка по проектированию преобразования энергии (IECEC), 35-е Международное сообщество 2: 962–967; DOI: 10.1109 / IECEC.2000.870897. литиевых батарей: производство их оставляет огромный углеродный след системы из резервных копий.Остановка привела к неоценимым потерям и неудобствам для организаций и частных лиц, деятельность которых зависит от ежедневного доступа к 100 000 галлонам топлива колониальным транспортом. Несмотря на уплату выкупа в размере почти 5 миллионов долларов, часть из которых впоследствии была возвращена ФБР, ключи дешифрования, как сообщается, не работали должным образом, и большая часть восстановления была произведена из собственных систем резервного копирования компании.
После атаки Управление транспортной безопасности США (TSA), входящее в состав Министерства внутренней безопасности (DHS), объявило об обязательных требованиях кибербезопасности для сектора трубопроводов, а недавно выпустило вторую Директиву по безопасности для критически важных трубопроводов. собственники и операторы.
Всего через несколько недель после атаки Colonial Pipeline атака программ-вымогателей на JBS SA, многонациональную мясоперерабатывающую компанию, вызвала, возможно, еще большие сбои, затронув фермеров, розничных продавцов, потребителей, склады, финансовые рынки и многие другие стороны на международном уровне по всей цепочке создания стоимости.
Эти атаки на производственные и перерабатывающие компании и их далеко идущие последствия подчеркивают уязвимость критически важных систем и показывают, как атаки могут распространяться по нескольким секторам экономики.Конечно, именно в этом отношении промышленный сектор так привлекателен для киберпреступников: по их расчетам, более широкий спектр разрушений и потерь порождает большее давление с целью выплаты выкупа и возобновления работы систем. Фактически, количество утечек данных в производственном секторе в течение первых шести месяцев 2021 года увеличилось более чем на 400% по сравнению с тем же периодом предыдущего года.
Движение к большему кибер-регламенту
Многие люди знакомы с TSA по его наиболее публичной деятельности: обеспечению безопасности в аэропортах.Изначально трубопроводы регулировались Министерством транспорта, поскольку они движутся — транспорт, то есть топливо, газ и химикаты. Ответственность за безопасность трубопроводов была передана TSA после его создания в 2002 году.
С новыми директивами TSA по безопасности трубопроводный сектор присоединился к горстке других отраслей, включая атомные электростанции и оптовых поставщиков электроэнергии, которые должны соблюдать обязательные руководящие принципы кибербезопасности. Попытка Конгресса распространить обязательное руководство по кибербезопасности на более широкий круг важнейших инфраструктурных отраслей провалилась после того, как Торговая палата решительно выступила против этого плана.Учитывая растущее количество атак в целом и на критически важную инфраструктуру в частности, неудивительно, если соответствующие органы будут вводить дополнительные обязательные правила кибербезопасности для каждого сектора.
Обратите внимание на упоминание «по секторам» в предыдущем абзаце: Основной проблемой в защите критически важной инфраструктуры Америки от кибератак является отсутствие центральной организации, ответственной за кибербезопасность. Вместо этого существует набор правил, которые разрабатываются и применяются к разным отраслям.Например, Министерство энергетики издает кибер-правила для оптовых поставщиков электроэнергии, в то время как DHS издает правила для химических заводов, а Комиссия по ядерному регулированию (NRC) издает правила для ядерной энергетики. Вероятно, трубопровод, по которому транспортируются химикаты, может быть обязан соблюдать два совершенно разных набора правил кибербезопасности, один из которых будет исходить от DHS для химических предприятий, а другой — от TSA для трубопроводных компаний.
Правительственный подход: слишком мало, слишком поздно, слишком фрагментировано
Новые руководящие принципы DHS, безусловно, являются важным шагом в правильном направлении.Однако они, по определению, слишком ограничены, поскольку они применяют только к трубопроводным компаниям и были выпущены только после серьезной атаки.
В недавнем заявлении директор Федерального бюро расследований США Кристофер Рэй сравнил проблему вымогателей, с которой столкнулись американские компании сегодня, с террористическими атаками 11 сентября. Хотя в своем заявлении он процитировал, что «мы уделяем большое внимание сбоям и предотвращению», акцент в его комментариях был сосредоточен на последующем расследовании и исправлении, а не на том, что организации должны делать, чтобы защитить себя от атак в ближайшем будущем. бег.
Как государственный орган, отвечающий за борьбу с преступностью, FBI должно сосредоточиться на расследовании прошлых кибератак с целью выявления ответственных сторон и их устранения. Но даже если эти расследования увенчаются успехом, часто бывает слишком поздно для отдельных организаций, которые — буквально — заплатили сокрушительную цену за предоставление постфактум доказательств против банд киберпреступников .
Умные организации задают темп
Между тем, производители могут предпринять шаги, чтобы защитить себя от кибератак.Жизненно важно иметь координатора на уровне руководства, который отвечает за кибербезопасность и внедрение процедур для оценки готовности и отчетности о событиях, как того требует TSA.
Важно задействовать меры безопасности «нулевого доверия», которые проверяют любой доступ как внутри, так и за пределами организации. Эффективные меры нулевого доверия достаточно гибкие, чтобы соответствовать все более распределенному характеру большинства бизнес-операций и не заставляют сотрудников выбирать между безопасностью и производительностью.
Конкретные рекомендации включают, как минимум:
1. Строгое разделение между промышленными системами и бизнес-операциями посредством использования методов микросегментации сети. Микросегментация — это метод сетевой безопасности, который позволяет архитекторам безопасности разделять сети на различные более мелкие сегменты, вплоть до уровня отдельной рабочей нагрузки. Каждым сегментом можно управлять с помощью настраиваемых политик безопасности.
2. Периодическое внешнее сканирование и оценка аналитических данных об угрозах для выявления уязвимостей или слабых мест, включая неиспользуемые и фантомные учетные записи.
3. Управление идентификацией и доступом (IAM), использующее строгую аутентификацию для всех служб удаленного доступа и приложений SaaS.
4. Контроль доступа с минимальными привилегиями как для локальных, так и для облачных ресурсов с использованием детализированных политик для каждого человека (не для группы!). Доступ с минимальными правами позволяет отдельным пользователям получать доступ только к определенным приложениям и данным, которые требуются каждому пользователю для выполнения задач, необходимых для выполнения их работы.
5. Безопасные веб-шлюзы (SWG) и изоляция браузера.Изоляция браузера позволяет маршрутизировать доступ в Интернет через виртуальный браузер, расположенный в одноразовом контейнере в облаке. SWG и изоляция браузера защищают конечные точки и сети от вредоносных программ в Интернете, в том числе от сайтов, открываемых при переходе по ссылкам в фишинговых письмах.
6. Облачные решения для защиты действий удаленных пользователей.
7. Эффективное управление исправлениями. Организации должны иметь автоматизированный процесс, чтобы значительно снизить нагрузку на ИТ-команду.Исправления необходимо проверять и контролировать перед развертыванием по всей организации, чтобы уменьшить нарушения безопасности. Чтобы сократить время простоя, устраняйте уязвимости безопасности приложений в течение определенного периода времени вне рабочего времени.
Эти меры, наряду с другими, все чаще интегрируются в платформы, известные как Secure Access Service Edge — сокращенно SASE. Платформы SASE работают на границе облака для защиты доступа пользователей, где бы они ни находились, к ресурсам организации, которые могут быть локальными, в облаке или в Интернете.
Укрепляйте защиту от программ-вымогателей на киберскорости — не на полную катушку нормативных требований
Правительство должно стать главной силой в борьбе с киберпреступностью. Но производители также должны искать и применять защитные меры для усиления защиты в сегодняшнем все более сложном ландшафте угроз.
Джерри Грилиш — ветеран индустрии безопасности, обладающий более чем 20-летним опытом маркетинга и разработки продуктов в области кибербезопасности и связанных с ней технологий.Отвечая за маркетинг и развитие бизнеса, Джерри ранее работал в Symantec, где отвечал за выход на рынок продуктового портфеля компании Network Security. До Symantec Джерри работал в Blue Coat, к которому он присоединился в рамках приобретения компанией Blue Coat компании Perspecsys, финансируемой венчурными компаниями, новатора CASB, где он был директором по маркетингу.
США могут производить батареи, но это грязный бизнес
Ключ к экологически чистой энергии будущего — это батареи.Постоянные слушатели знают, что я немного одержим этой темой. Теперь я не одинок. На прошлой неделе General Motors подтвердила планы относительно нового завода по производству аккумуляторов где-нибудь в США, а в прошлом месяце президент Джо Байден приказал провести обзор внутренней цепочки поставок аккумуляторов большой емкости.
В настоящее время большинство материалов для изготовления аккумуляторов поступает из других стран. Но многие из этих металлов, включая литий и кобальт, можно найти здесь, в США. Я разговаривал с Крисом Берри, консультантом по стратегическим металлам и президентом House Mountain Partners.Ниже приводится отредактированная стенограмма нашего разговора.
Крис Берри: Многие люди, когда слышат литий, кобальт или редкоземельные элементы, думают, что эти ресурсы редки. А на самом деле это не так. Я имею в виду, что вы действительно могли бы извлекать литий из морской воды, если бы у вас была правильная технология и стимулирующая цена была достаточно высокой. Чтобы что-то произошло в Соединенных Штатах, вам действительно нужны три фактора. №1 вам нужен достаточный капитал. №2 — нужна политическая воля.И третий фактор — время.
Молли Вуд: Давайте немного разоблачим их. Так что в столице в некотором смысле это происходит. Нужны ли соразмерные инвестиции из США? Это все частный капитал? Может ли на это повлиять налог на выбросы углерода?
Berry: Да, я думаю, что большая часть капитала, который будет строить цепочку поставок, будет поступать с самих рынков капитала. Я думаю, что правительство действительно будет поддерживать некоторые из этих стратегических проектов.Но я бы не ожидал, что правительство США, будь то отдельные ведомства, такие как энергетика или оборона, будет соответствовать масштабам капитала на частных рынках.
Дерево: И тогда какие политические препятствия для создания новой обрабатывающей промышленности в Соединенных Штатах? На самом деле, это вроде как легкая задача.
Berry: Проблема всегда заключалась в следующем: как построить эти шахты? Откровенно говоря, «горное дело» долгое время было ругательством в Соединенных Штатах.У вас есть такая точка зрения NIMBY, где здорово иметь доступ к сырью, независимо от того, происходит ли оно из [Демократической Республики Конго], Китая или регионов Южной Америки. Но мы будем добывать его в другом месте и импортируем здесь, в Соединенные Штаты. И я всегда считал, что безопасность поставок сырья является наиболее важным звеном в этой цепочке поставок.
Дерево: Однако это интересно, потому что «добыча полезных ископаемых» — не просто ругательное слово, это была грязная практика.И поэтому мне интересно, может ли перспектива сделать это внутри страны помочь очистить эту отрасль в больших масштабах?
Berry: Да, я думаю, это отличный момент. И я полностью согласен. Одна из вещей, которую мы действительно извлекли из COVID-19 и торговой войны между США и Китаем, заключалась в том, что она выявила слабые места в существующих цепочках поставок. Одна из них заключалась в том, что мы действительно не уверены в методах добычи полезных ископаемых в таких странах, как Китай. И я просто использую их в качестве примера, потому что они похожи на 800-фунтовых горилл, когда вы говорите об этих цепочках поставок.Но чем больше мы сможем представить эту цепочку поставок и по-новому взглянуть на нее, вы как потребитель можете быть уверены, что используете западные технологии для добычи и переработки этих материалов. Это может быть немного дороже, очевидно, в частности, из-за затрат на рабочую силу. Но опять же, я думаю, что это, вероятно, цена, которую мы собираемся заплатить, чтобы обеспечить полную подотчетность по всей цепочке поставок, чего прямо сейчас ищут как потребители, так и правительства.
Дерево: Если этот третий аспект — время, сейчас ведутся исследования по созданию различных типов батарей. Как вы думаете, если бы мы приложили большие усилия, чтобы создать здесь цепочки поставок за семь с лишним лет, мы могли бы к тому времени перейти к другим материалам, а не к литию?
Berry: Что касается автомобильных возможностей, я не думаю, что что-то заменит литий-ионные в ближайшие 15 лет. И есть изрядное количество [исследований и разработок], в частности, в области того, что я бы назвал литий-ионным аккумулятором следующего поколения.Но я бы не подумал, что вы увидите действительно качественный скачок в развитии литий-иона до 2025 года, может быть, не раньше 2027 года. Итак, пришло время построить эту инфраструктуру.
Дерево: Как вы думаете, это произойдет? Как ты относишься к этому моменту?
Berry: Я думаю, если мы хотим использовать аналогию с бейсболом, мы как бы находимся здесь во втором иннинге. Я думаю, что то, что произойдет в течение следующего десятилетия, — это, в частности, мобильность, которая полностью трансформируется.Я думаю, что литий-ионный аккумулятор станет намного дешевле в долларах за киловатт-час — вот как вы оцениваете эти аккумуляторы. Но я думаю, что это станет намного дешевле, гораздо быстрее, чем думают люди. И поэтому размер приза такой огромный. Вот почему такие страны, как Китай, говорят: «Мы хотим, чтобы к 2025 году 25% наших продаж автомобилей составляли электрические». Вот почему вы видите, что Европейский Союз сосредотачивается на том, что они называют [Зеленым курсом], чтобы действительно построить свою собственную самодостаточную цепочку поставок.Потому что, опять же, да, это проблема изменения климата. Но это также огромная проблема для создания рабочих мест и увеличения налоговой базы. Так что это редкая возможность, когда я думаю, независимо от того, где вы находитесь в политическом спектре — может быть, вы ястреб и беспокоитесь о национальной безопасности, или вы больше похожи на голубя и сосредоточены на изменении климата — каждый может извлечь из этого пользу. Так что я думаю, что это действительно огромная возможность на следующие пять-семь лет.
Ссылки по теме: Больше информации от Молли Вуд
В январе федеральное правительство одобрило крупную добычу лития в Неваде.Критики говорят, что процесс утверждения был ускорен за счет экологических проблем. В 2018 году федеральное правительство ускорило процесс утверждения разрешений на добычу лития. Шахта была изображена как способ ускорить восстановление экономики во время пандемии. Соседние индейские племена надеются, что это обеспечит работу в соседней резервации. Но, как заметил Крис Берри, всех беспокоит воздействие на окружающую среду. Есть также опасения по поводу того, что рабочие места не распределяются между соседними общинами и скоростью процесса утверждения, с ограниченным общественным мнением о руднике.Так что да, даже наш переход к более зеленой экономике сопряжен с некоторыми серьезными компромиссами.
И даже если мы не принесем добычу полезных ископаемых в США, это означает лишь передачу ее на аутсорсинг в места, где методы добычи не только грязные, но и сопряжены с хорошо задокументированными нарушениями прав человека, такими как обвинения в использовании детского труда. И все же эта цепочка поставок является ключом к отказу от ископаемого топлива. США готовы стать крупным поставщиком, а спрос только растет. Но, как мы уже упоминали, возможно, увеличение добычи и производства в США.С. мог пролить свет на то, как добываются эти материалы, и улучшить их.
В прошлом месяце я нашел в Канаде историю о том, как геофизик из Калгари работал над более экологически чистым способом добычи лития, фактически извлекая его из соленой воды, являющейся отходом нефтяных скважин. Она говорит, что инвесторы, в том числе генеральный директор Tesla Илон Маск, обратились к ней с предложением построить ее технологию в коммерческих масштабах, поскольку ясно, что мы не можем продолжать добычу нефти и газа, как всегда, но мы также не можем поставлять грязные и опасные продукты. и эксплуатируем методы добычи полезных ископаемых для остального мира и надеемся, что никто этого не заметит, пока мы ездим на блестящих новых электромобилях Teslas и GM и чувствуем, что спасаем мир.
Металлические батареи — Metso Outotec
Для достижения уровня спроса ожидается, что производство лития удвоится с 2018 по 2022 год, чему будет способствовать расширение производственных мощностей и ввод в производство новых рудников, в основном в Чили, Австралии, Аргентине и Канаде. Основными источниками лития во всем мире являются рассолы и месторождения твердых пород. Производство рассолов более экономично, крупнейшие месторождения находятся в Северной и Южной Америке и Китае. Однако месторождения твердых пород несколько сложнее обрабатывать, особенно на стороне обогащения, в то время как эффективность операций имеет ключевое значение для поддержания устойчивых производственных затрат.Месторождения твердых пород можно найти в Австралии, Канаде, Зимбабве и Португалии.
Кобальт — ключевой компонент катодов большинства типов литий-ионных аккумуляторов. Ожидается, что к 2022 году мировой спрос вырастет на 10% в год в год. Большая часть кобальта добывается как побочный продукт из меди (67%) или никеля (31%). Ожидается, что ДРК останется основным производителем кобальта, на который в настоящее время приходится почти 70% мирового производства, а остальная часть делится между Кубой, Россией, Филиппинами, Австралией и другими странами. Учитывая высокий спрос и ограниченную доступность, отрасль готовится к резкому росту спроса, наращивая запасы и обеспечивая долгосрочное предложение.Даже с учетом недавних событий, направленных на снижение среднего содержания кобальта в автомобильных батареях, ожидается, что к 2025 году кобальт по-прежнему будет ключевым компонентом.
Производители аккумуляторов ищут никелевоинтенсивные катодные материалы для повышения энергоемкости аккумуляторов, что решительно поддерживает перспективы по никелю. В краткосрочной перспективе ожидается устойчивый дефицит предложения. Между тем, двухуровневая структура между латеритом и сульфатом быстро развивается. Ожидается, что производство латеритов покроет рост спроса со стороны производителей нержавеющей стали.Однако существует гораздо более жесткий баланс сульфатов, необходимых для аккумуляторов электромобилей.