Krytyczny moment dla akumulatorów stałych?
2022-07-14
Krytyczny moment dla akumulatorów stałych?
Jako jeden z najgorętszych obszarów inwestycji w technologii akumulatorów baterie stałych mają wyraźne zalety w stosunku do tradycyjnych baterii ciekłych pod względem gęstości energii i bezpieczeństwa.Są one powszechnie uważane za najbardziej obiecującą technologię baterii nowej generacji.Czy wraz z rozszerzoną produkcją baterii stałych oznacza to, że przemysł osiągnął komercyjny przełom?
Niedawno China Science and Technology Fusion Energy z powodzeniem zwiększyła produkcję i wprowadziła baterie stałych mocy 628Ah i 314Ah.Jako jedno z najpopularniejszych obszarów inwestycji w baterie, akumulatory w stanie stałym mają znaczące zalety w stosunku do tradycyjnych baterii ciekłych pod względem gęstości energii i bezpieczeństwa, co przyciąga szeroką uwagę w branży.W przypadku produkcji na skalę baterii stałychCzy oznacza to kamień milowy dla przemysłu?
Przyspieszenie industrializacji baterii półstałych
Obecnie główne baterie litowe na rynku wykorzystują jako nośniki przesyłu ciekłe elektrolity.płynny elektrolit może łatwo się podgrzaćZastąpienie ciekłych elektrolitów przez stałe elektrolity może zasadniczo rozwiązać problemy bezpieczeństwa baterii litowych.,jednocześnie spełniając zapotrzebowanie na większą gęstość energii i lepszą wydajność.
Rozumie się, że baterie stałych, o których mowa w branży, zazwyczaj odnoszą się do baterii półstałych, baterii quasi-stałych,lub baterie hybrydowe stałe-płynne o obniżonej zawartości elektrolitów 5%-15%Utrzymują one trochę ciekłego elektrolitu, co sprawia, że są możliwe do masowej produkcji pod względem konstrukcji materiału, procesu produkcyjnego, produkcji sprzętu i kosztów.
"Wykorzystując solidne podstawy produkcji nowego łańcucha energetycznego,Chińskie firmy produkujące baterie dokonały znaczących przełomów w zakresie badań i rozwoju technologii baterii stałych i układu łańcucha przemysłowegoZ masową produkcją półstałych baterii przez chińskie firmy, takie jak WeLion New Energy, Qingtao Energy i Ganfeng Lithium,Półtwarde baterie naprawdę osiągnęły industrializację w sensie ekonomicznym," powiedział Yu Qingjiao, sekretarz generalny New Battery Technology Innovation Alliance of Zhongguancun, na niedawnym szczycie ekosystemu przemysłu baterii w stanie stałym w 2024 r.Zwrócił uwagę, że zbliża się komercyjne zastosowanie akumulatorów stałych, a ten, kto pierwszy zdobędzie górę w branży, zyska inicjatywę w rozwoju.
Wyzwania związane z komercjalizacją akumulatorów w stanie stałym
Pomimo masowej produkcji i stosowania baterii półstałych, komercjalizacja baterii w pełni stałych nadal stoi przed szeregiem wyzwań pod względem technologii i kosztów.
Zastąpienie ciekłych elektrolitów elektrolitami stałymi wiąże się z podstawowym technicznym problemem wyboru materiału.i tlenkuPolimerowe elektrolity stałe są łatwe do przetworzenia, kompatybilne zarówno z suchymi jak i mokrymi procesami produkcyjnymi i mają najniższą trudność z masową produkcją, ale mają niską przewodność.Przedsiębiorstwa europejskie koncentrują się głównie na tej drodze technicznejSiarki mają najlepszą wydajność, ale są wrażliwe na wilgoć w powietrzu i większość rozpuszczalników polarnych, a produkcja ogniw wymaga ciśnienia z urządzeń prasowania izostatycznego,prowadzące do wysokich kosztówChińskie firmy takie jak CATL, BYD i EVE Energy faworyzują tę technikę.
"Akumulatory w pełni stałe stanowią kompleksową modernizację innowacji w zakresie materiałów, procesów produkcji ogniw i sprzętu produkcyjnego.Łańcuch przemysłowy przejdzie rewolucyjne zmianyMiao Lixiao, dyrektor generalny ds. badań i rozwoju technologii granicznych w SVolt Energy, zauważył, że baterie w stanie stałym stoją przed wyzwaniami w zakresie projektowania i recyklingu systemów.Baterie ciekłe używają separatorów do owijania wokół elektrod, aby zapobiec nieprawidłowemu ustawieniu, które może powodować zwarcia, nie wymagają one zagęszczenia pod bardzo wysokim ciśnieniem.W przypadku urządzeń z napędem elektrycznym"Baterie w stanie stałym są jak hamburgery, pokryte warstwami składników, które mogą wylewać się z krawędzi pod ciśnieniem, prowadząc do zwarć,Natomiast płynne baterie są jak walcowane naleśniki., owinięte w celu uniknięcia zwarć".
Miao Lixiao zacytował, że "koszt materiałów elektrolitowych siarczanowych jest niezwykle wysoki, osiągając 20,000 juanów za kilogramJednak na stałe elektrolity odpowiada ponad 20% masy komórki, a takie ceny są prawdopodobnie niedopuszczalne na rynku".
Pitao, prezes Hunan Zhongke Xingcheng Graphite Co., Ltd., zauważył: "Każda firma ma swoje własne cechy techniczne.w górnym łańcuchu przemysłowym jest stan oczekiwaniaAkumulatory stałego stanu wymagają stosunkowo określonego kierunku w górnym i dolnym rzędzie, aby odpowiednio skonfigurować produkty, unikając większych kosztów inwestycji kapitałowych".
Osiągnięcie 1+1>2 poprzez projektowanie materiałów złożonych
Ze względu na niejasne szlaki techniczne i możliwości redukcji kosztów, firmy w branży decydują się stopniowo przechodzić z półstałego do całkowicie stałego.
"Istnieją różnice w trybie wykorzystania akumulatorów w pełni stałych, a zróżnicowana konkurencja będzie sprzyjać rozwojowi zastosowań akumulatorów stałych" - powiedział Xu Hangyu,Dyrektor ds. Badań Naukowych i Rozwoju w WeLion New EnergyUważa, że obecnie pojedynczy materiał elektrolity stały nie może zaspokoić potrzeb baterii w stanie stałym.Kompensowanie niedostatków pojedynczych materiałów elektrolitycznych przy jednoczesnej kompatybilności z większością tradycyjnych procesów i wyposażenia baterii ciekłego lituPołączając zalety tlenku i elektrolitów stałych polimerowych, firma WeLion New Energy wyprodukowała baterie mieszane płynny i stały.nowe pojazdy energetyczne, i polach magazynowania energii.
"Każdy rodzaj materiału ma swoje zalety i wady./który uważa, /że kompozytowe baterie stałego stanu /są skutecznym sposobem na osiągnięcie produkcji na dużą skalę."Baterie w stanie stałym nie mogą być dziełem sztuki, ponieważ produkty są bardzo drogie, kilkakrotnie lub nawet dziesięć razy droższe niż baterie ciekłe,które nigdy nie byłyby wykonalne dla zastosowań pojazdów. "
Su Min, dyrektor działu badań i rozwoju materiałów komórkowych w Wanxiang 123 Co., Ltd., uważa, że niezależnie od tego, czy są one w stanie półstałym, czy w pełni stałym, istnieje optymalna gęstość energii.Nie ma jednego najlepszego rozwiązania technologicznego; wszystkie są środkami technicznymi służącymi rozwiązaniu zagrożeń dla bezpieczeństwa w przypadku wysokich potrzeb energetycznych.Pokonanie problemów technicznych i przemysłowych związanych z akumulatorami w pełni stałych wymaga wspólnych wysiłków całej branży.
Czytaj więcej