不少网友都关注我们来谈谈电机材料。有没有什么“稀有”的替代成分？和一些汽车上feb相关的话题，但是大家都不是很了解，接下来听小编的讲解吧！
电动汽车使用的电机必须具有以下特性。
重量轻
成本低
高效率
高功率密度
体积小、结构紧凑
能够在更高的温度下工作
因此，用于制造电机的材料起着重要的作用，特别是电机的磁体、绕组、叠片铁芯。铜因其高导电性和合理的价格而被用来制造电机的绕组，而稀土元素如钕、镝和铽则被用来制造电机的永磁体。永磁电机因其高效率和高功率密度而广泛应用于电动汽车中。除了决定电机的特性外，这些材料还在决定电机的总体成本以及电动汽车的成本方面发挥着关键作用。
01稀土供应困难重重
对中国大陆的依赖
电动机制造商严重依赖中国的稀土供应。中国目前控制着约90%的商业稀土生产和精炼工艺，从而垄断了稀土供应。中国不仅对稀土供应有很大影响，对稀土价格也有很大影响。中国还致力于控制非洲稀土矿，这将进一步加强其在稀土供应链中的主导地位。包括美国、澳大利亚在内的其他国家也拥有稀土资源储备，但要在稀土产量上与中国竞争还有很长的路要走。
环境、可持续发展和题
开采稀土元素会产生大量有废物，对环境有害。据《哈佛评论》2021年8月发表的文章称，生产1吨稀土的开采过程会产生13公斤粉尘、9,600至12,000立方米废气、75立方米废水和1吨放射性物质。残留物。产生的有废物不仅对环境有害，而且对健康有害。
03保障稀土供应链安全，
减少对单一国家的依赖
欧盟委员会最近提出了一项欧洲关键原材料法案，以确保关键原材料的安全、多样化、负担得起和可持续的供应，以实现脱碳目标。欧洲目前严重依赖中国大陆等国家采购关键原材料。根据新规定，到2030年，欧盟国内战略原材料供应链产能必须达到欧盟每年提取或开采的战略物资消耗量的10%，此后至少达到欧盟每年战略物资消耗量的10%。提取或开采的物质。做。处理40个，并回收至少15个欧盟年度战略物资消耗量。同时，欧盟每年在相关加工阶段消耗的每种战略原材料的比例不得来自单一第三国。根据这些建议，欧盟的供应应该多样化。该法案还旨在提高欧盟监控和降低原材料供应风险的能力。
美国也在寻求确保稀土供应并减少对中国大陆进口依赖的方法。2022年，美国国防部的工业基础分析和维持计划将向MPMaterials拨款3500万美元，用于在其位于加利福尼亚州帕斯山的工厂分离和加工重稀土，从而实现国内的全面可持续发展。
磁铁供应链1通用汽车公司宣布与MPMaterials建立长期合作伙伴关系，以扩大在美国的稀土磁铁采购和生产规模。根据这份合同，MPMaterials将为通用汽车（GM）Ultium模型电机提供国产和制造的稀土元素、合金和成品磁体，预计将于2023年底开始量产。MPMaterials声称，沃斯堡工厂将具备每年生产约1000吨钕铁硼磁体的能力，可支持约50万台电机的生产。
此外，为了加强稀土元素和关键材料的供应链，一个名为矿产安全伙伴关系（MSP）的全联盟已于2022年成立，成员包括澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、德国、日本、韩国、还有日本.瑞典、英国、美国和欧盟委员会。
05寻找环保、高效、可持续的替代品
稀土开采方法
除了探索电机设计解决方案以减少或完全消除电机中稀土的使用外，公司目前还在研究从飞灰中提取稀土的可持续替代方案。美国能源部国家核安全管理局下属的桑迪亚国家实验室已为一种使用二氧化碳、水和食品级柠檬酸从飞灰中分离稀土的方法申请了专利。首席研究员徐广平表示，这种分离技术不仅对环境安全，而且提供了一种环保的稀土提取方式。
最近，由西弗吉尼亚州水研究所所长兼项目负责人PaulZiemkiewicz领导的西弗吉尼亚州西弗吉尼亚大学研究团队获得了美国能源部的800万美元拨款，用于建设和运营一个预商业示范设施。从酸性矿山排水和煤废料中提炼稀土元素和关键矿物。同样，北达科他大学获得了799万美元的资助，用于一个项目，重点是从北达科他州褐煤废物中回收和精炼稀土元素和必需矿物。
中国大陆的广州地化学研究所开发了一种称为电采矿（EKM）的技术，可以从地壳中回收稀土。当电压施加到IAD（吸附离子的稀土沉积物）的顶部和底部时，会产生电场，从而增加稀土元素和水向阳极移动的速度。首席研究员何红平表示，除了提供高回收率和可持续之外，EKM方法在筛选稀土方面比Al3+、Ca2+、Na+和K+等其他金属杂质更好。
同样值得注意的是东北大学的一项研究。该大学化学工程教授劳拉刘易斯(LauraLewis)和她的团队申请了一项工艺专利，他们在实验室中通过操纵铁和镍原子并对其进行重组来制造一种名为方方矿的矿物。4、类似于丝带体。已知四钠长石具有与稀土磁体相当的磁性，但仅在流星中发现。2022年10月17日《东北环新闻》发表的一篇文章援引刘易斯的话说“铁和镍原子必须重新排列。这个过程会自然发生，但需要数百万年。因此，如果我们能做到这一点，工业相关的时间表将成为我们永磁体产品组合的新补充。”
根据SPGlobalMobility分析，到2033年，永磁电机的市场份额预计将保持在第79位。然而，与2023年的需求相比，800V架构的纯电动汽车对永磁电机的需求预计到2028年将增长14倍，到2034年将增长36倍。尽管人们可能担心稀土的可用性和相关成本，但SPGlobal预测，磁电机将成为电机技术的首选形式，因为其效率高，并且可以减少同一车辆内的电池消耗。全系统成本节约会产生连锁反应。对电机的需求预计将呈指数级增长，并且在缺乏任何其他有前途且商业上可行的技术的情况下，对钕的需求预计在不久的将来会增加，这也可能给供应商带来更多挑战。发动机。
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