Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các yếu tố cung ứng vật liệu tiên tiến cho ứng dụng xe điện
Tóm tắt
Xe điện hiện nay đang phát triển chóng mặt dựa trên các công nghệ và thành phần mà lại phụ thuộc vào việc sử dụng các vật liệu chiến lược và tài nguyên khoáng sản. Bài báo tổng quan này thảo luận về các yếu tố vật liệu quan trọng liên quan đến xe điện, tập trung vào các công nghệ và vật liệu thành phần cơ bản. Các vật liệu chính bao gồm vật liệu cho pin tiên tiến, động cơ và điện tử, cấu trúc nhẹ và các thành phần khác của từng loại xe. Đặc biệt, các khoáng sản và nguyên tố/cấu trúc chiến lược và được sử dụng rộng rãi cho xe điện bao gồm niken, coban, khoáng sản đất hiếm, hợp kim thép nhẹ và bền, và các kim loại cơ bản (ví dụ: magiê và nhôm), sợi carbon, graphite và graphene, đồng, và các vật liệu hợp kim thép. Các yếu tố quan trọng bổ sung bao gồm chuỗi cung ứng thành phần và xe, tái chế và tái sử dụng các thành phần xe khi hết tuổi thọ, và các yếu tố môi trường và nhân đạo liên quan đến việc khai thác và vận chuyển bộ vật liệu đang tiến hóa cần thiết cho sản xuất xe điện hiện đại.
Từ khóa
#xe điện #vật liệu chiến lược #pin tiên tiến #hợp kim thép #tái chế #chuỗi cung ứngTài liệu tham khảo
M. Gallucchi, EVs Will Drive a Lithium Supply Crunch (IEEE Spectrum, May 5 2021). https://spectrum.ieee.org/evs-to-drive-a-lithium-supply-crunch. Accessed 10 Aug 2021
H. Ambrose, A. Kendall, J. Ind. Ecol. (2019). https://doi.org/10.1111/jiec.12949
P. Greim, A.A. Solomon, C. Breyer, Nat. Commun. 11, 4570 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18402-y
T.G. Goonan, Lithium Use in Batteries (U.S. Geological Survey Circular 1371, 2012). http://pubs.usgs.gov/circ/1371/. Accessed 7 Jul 2021
E.A. Olivetti, G. Ceder, G.G. Gaustad, X. Fu, Joule 1(2), 225 (2017). https://doi.org/10.1016/j.joule.2017.08.019
Y. Lyu, X. Wu, K. Wang, Z. Feng, T. Cheng, Y. Liu, M. Wang, R. Chen, L. Xu, J. Zhou, Y. Lu, B. Guo, Adv. Energy Mater. (2020). https://doi.org/10.1002/aenm.202000982
Z. Qi, G.M. Koenig, Chem. Sel. 1(13), 3992 (2016). https://doi.org/10.1002/slct.201600872
G. Amatucci, A. Du Pasquier, A. Blyr, T. Zheng, J.-M. Tarascon, Electrochim. Acta 45(1), 255 (1999)
A. Purwanto, C.S. Yudha, U. Ubaidillah, H. Widiyandari, T. Ogi, H. Haerudin, Mater. Res. Express 5, 122001 (2018)
S. He, S. Huang, S. Wang, I. Mizota, X. Liu, X. Hou, Energy Fuels 35(2), 944 (2021). https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c02948
A. Li, A.C.Y. Yuen, W. Wang, I.M. De Cachinho Cordeiro, C. Wang, T.B.Y. Chen, J. Zhang, Q.N. Chan, G.H. Yeoh, Molecules 26, 478 (2021). https://doi.org/10.3390/molecules26020478
W. Liguang, L. Jun, L. Guolong, L. Wenyan, T. Qiqi, S. Caihong, J. Huile, C. Guang, W. Shun, Front. Mater. 7, 111 (2020). https://doi.org/10.3389/fmats.2020.00111
T.M. Gür, MRS Bull. 46(12), (2021). https://doi.org/10.1557/s43577-021-00242-w
United States Geological Survey, Rare Earth Elements Map of the Globe (MR Data, 2021). https://mrdata.usgs.gov/ree/map-us.html. Accessed 8 Sept 2021
R. Powell, P.E. Krajewski, A.A. Luo, in Materials, Design and Manufacturing for Lightweight Vehicles, P.K. Mallick, Ed. (Woodhead Publishing, 2021) pp. 125–186, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818712-8.00004-5
W.J. Joost, P.E. Krajewski, Scr. Mater. 128, 107 (2017). https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2016.07.035
T.T.T. Trang, J.H. Zhang, J.H. Kim, A. Zargaran, J.H. Hwang, B.-C. Suh, N.J. Kim, Nat. Commun. 9, 2522 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04981-4
J. Wang, Z. Wu, S. Gao, R. Lu, D. Qin, W. Yang, F. Pan, J. Magnes. Alloys 3(1), 79 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jma.2015.02.001
Z. Gui, F. Wang, J. Zhang, D. Chen, Z. Kang, J. Magnes. Alloys (2021). https://doi.org/10.1016/j.jma.2021.03.023
L. Bolzoni, U. Joshi, R. Alain, D. Garetto, N. Hari Babu, Mater. Sci. Eng. A 723, 70 (2018). https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.03.005
K. Hono, C.L. Mendis, T.T. Sasaki, K. Oh-Ishi, Scr. Mater. 63(7), 710 (2010). https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2010.01.038
V. Balaji, V.K. Bupesh Raja, K. Palanikumar, Ponshanmugakumar, N. Aditya, V. Rohit, Mater. Today 46(9), 3769 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.017
A.A. Luo, JOM 54, 42 (2002). https://doi.org/10.1007/BF02701073
J.H. Jackson, P.D. Frost, A.C. Loonam, L.W. Eastwood, C.H. Lorig, JOM 1, 149 (1949)
C. Li, Y. He, H. Huang, J. Magnes. Alloys 9(2), 569 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jma.2020.02.022
S. You, Y. Huang, K.U. Kainer, N. Hort, J. Magnes. Alloys 5(3), 239 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jma.2017.09.001
Q. Zhang, Q. Li, X. Jing, X. Zhang, J. Rare Earths 28(1), 375 (2010). https://doi.org/10.1016/S1002-0721(10)60336-5
J. Wang, P. Song, S. Huang, F. Pan, Mater. Lett. 93, 415 (2013). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2012.11.076
K. Hantzsche, J. Bohlen, J. Wendt, K.U. Kainer, S.B. Yi, D. Letzig, Scr. Mater. 63(7), 725 (2010). https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2009.12.033
T.W. Cain, J.P. Labukas, npj Mater. Degrad. 4, 17 (2020). https://doi.org/10.1038/s41529-020-0121-2]
R.S. Busk, D.L. Leman, J.J. Casey, JOM 2, 945 (1950)
P.D. Frost, R.V. Whittenburg, J.G. Kura, L.W. Eastwood, The Development of Magnesium-Lithium Base Alloys for Armor Plate, Report to Bureau of Aeronautics (Contract NOa(s) 9526, Battelle Memorial Institute, Columbus, OH, 1950)
W.R.D. Jones, G.V. Hogg, J. Inst. Met. 85, 255 (1956)
I.J. Polmear, Light Alloys, 4th ed. (Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2005)
R.J. Jackson, P.D. Frost, Properties and Current Applications of Magnesium-Lithium Alloys (NASA SP-5068, Office of Technology Utilization Division, Washington, DC, 1967)
M.Y. Drits, Z.A. Sviderskaya, F.M. Yelkin, V.F. Trokhova, Superlight Structural Alloys (Nauka, Moscow, 1972)
W. Xu, N. Birbilis, G. Sha, Y. Wang, J.E. Daniels, Y. Xiao, M. Ferry, Nat. Mater. 14, 1229 (2015)
P. Maier, N. Lauth, C.L. Mendis, M. Bechly, N. Hort, JOM 71(4), 1426 (2019). https://doi.org/10.1007/s11837-019-03359-1
A. Buling, J. Zerrer, Surf. Coat. Technol. 369, 142 (2019). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.04.025
A.L. Rominiyi, K.M. Oluwasegun, J.O. Olawale, M.B. Shongwe, A.R. Adetunji, Mater. Today 38(2), 1031 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.670
M. Liu, Y. Guo, J. Wang, M. Yergin, npj Mater. Degrad. 2, 24 (2018). https://doi.org/10.1038/s41529-018-0045-2
M. Hartmann, M. Roschitz, Z. Khalil, Mater. Sci. Forum 765, 818 (2013). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.765.818
R.N. Lumley, in Metals and Surface Engineering, Fundamentals of Aluminium Metallurgy, R.N. Lumley, Ed. (Woodhead Publishing, 2018), pp. 217–247. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102063-0.00007-2
G. Schuh, G. Bergweiler, F. Fiedler, M. Koltermann, Procedia CIRP 93, 137 (2020). https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.04.038
T. Furuta, in Titanium for Consumer Applications Automobile Applications of Titanium, F. Froes, M. Qian, M. Niinomi, Eds. (Elsevier, 2019), pp. 77–90. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815820-3.00006-X
M. Delogu, L. Zanchi, C.A. Dattilo, M. Pierini, Mater. Today Commun. 13, 192 (2017). https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2017.09.012
M.K. Hagnell, S. Kumaraswamy, T. Nyman, M. Åkermo, Heliyon 6, 3 (2020). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03716
D.-A. Türk, R. Kussmaul, M. Zogg, C. Klahn, A. Spierings, H. Könen, P. Ermanni, M. Meboldt, J. Adv. Mater. 3, 1404 (2016). https://doi.org/10.3929/ethz-a-010691526
T. Gumpinger, H. Jonas, D. Krause, Proc. ICED 09 Des. Methods Tools 6, (2009), pp. 201–210
T. Hofman, M. Steinbuch, R. van Druten, A. Serrarens, World Electr. Veh. J. 1, 215 (2007). https://doi.org/10.3390/wevj1010215
H. Yim, K. Lee, World Electr. Veh. J. 7, 426 (2015). https://doi.org/10.3390/wevj7030426
Y. Sun, M. Delucchi, J. Ogden, Int. J. Hydrogen Energy 36(17), 11116 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.05.157
L. Merlo, A. Ghielmi, V. Arcella, in Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (Elsevier, 2009). https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00930-8
A. Kusoglu, A.Z. Weber, Chem. Rev. 117(3), 987 (2017). https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00159
N.A.H. Rosli, K.S. Loh, W.Y. Wong, R.M. Yunus, T.K. Lee, A. Ahmad, S.T. Chong, Int. J. Mol. Sci. 21, 632 (2020). https://doi.org/10.3390/ijms21020632
K. Richa, C.W. Babbitt, G. Gaustad, X. Wang, Resour. Conserv. Recycl. 83, 63 (2014). https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2013.11.008
C. Xu, Q. Dai, L. Gaines, Commun. Mater. 1, 99 (2020). https://doi.org/10.1038/s43246-020-00095-x