By hoppt
Батерии во цврста состојба: маршрута на батеријата од следната генерација
На 14 мај, според „Кореа тајмс“ и други медиумски извештаи, Самсунг планира да соработува со Хјундаи за развој на електрични возила и обезбедување на батерии и други поврзани автомобилски делови за електричните возила на Хјундаи. Медиумите предвидуваат дека Samsung и Hyundai наскоро ќе потпишат необврзувачки меморандум за разбирање за снабдување со батерии. Се известува дека Samsung ја претстави својата најнова батерија со цврста состојба на Hyundai.
Според Samsung, кога неговиот прототип на батеријата е целосно наполнет, може да дозволи електричниот автомобил да вози повеќе од 800 километри истовремено, со траење на циклусот на батеријата повеќе од 1,000 пати. Неговиот волумен е 50% помал од литиум-јонската батерија со ист капацитет. Поради оваа причина, батериите со цврста состојба се сметаат за најпогодни батерии за напојување за електрични возила во следните десет години.
На почетокот на март 2020 година, Институтот за напредни студии на Самсунг (SAIT) и Истражувачкиот центар на Самсунг од Јапонија (СРЈ) објавија „Високо-енергетски долги велосипедски батерии од целосно цврста состојба на литиум метал овозможени со сребро“ во списанието „Природа енергија“. -Јаглеродни композитни аноди“ го претставија својот најнов развој во областа на батериите во цврста состојба.
Оваа батерија користи цврст електролит, кој не е запалив на високи температури и исто така може да го инхибира растот на литиумските дендрити за да избегне пробивање на кратки споеви. Дополнително, користи композитен слој од сребро-јаглерод (Ag-C) како анода, кој може да ја зголеми густината на енергијата до 900 Wh/L, има долг животен век на циклус од повеќе од 1000 циклуси и многу висока кулумбична ефикасност (полнење и ефикасност на празнење) од 99.8%. Може да ја вози батеријата по едно плаќање. Автомобилот помина 800 километри.
Сепак, SAIT и SRJ кои го објавија трудот се научно истражувачки институции наместо Samsung SDI, кој се фокусира на технологијата. Статијата само го разјаснува принципот, структурата и перформансите на новата батерија. Прелиминарно се проценува дека батеријата е сè уште во лабораториска фаза и тешко ќе биде масовно производство за краток период.
Разликата помеѓу батериите во цврста состојба и традиционалните течни литиум-јонски батерии е во тоа што наместо електролити и сепаратори се користат цврсти електролити. Не е неопходно да се користат графитни аноди поврзани со литиум. Наместо тоа, металниот литиум се користи како анода, што го намалува бројот на анодни материјали. Батерии за напојување со поголема густина на енергија на телото (>350Wh/kg) и подолг животен век (>5000 циклуси), како и специјални функции (како флексибилност) и други барања.
Новите батерии на системот вклучуваат батерии со цврста состојба, батерии со проток на литиум и батерии од метал-воздух. Трите цврсти батерии имаат свои предности. Полимерните електролити се органски електролити, а оксидите и сулфидите се неоргански керамички електролити.
Гледајќи ги глобалните компании за батерии со цврста состојба, постојат почетни компании, а има и меѓународни производители. Компаниите се сами во електролитниот систем со различни верувања, а нема тренд на тек на технологија или интеграција. Во моментов, некои технички правци се блиску до условите на индустријализација, а во тек е и патот до автоматизација на батериите со цврста состојба.
Европските и американските компании претпочитаат полимерни и оксидни системи. Француската компанија Bolloré го презеде водството во комерцијализацијата на батериите со цврста состојба на база на полимер. Во декември 2011 година, неговите електрични возила напојувани од 30 kwh цврсти полимерни батерии + електрични двослојни кондензатори влегоа на заедничкиот пазар на автомобили, што беше првпат во светот. Комерцијални цврсти батерии за електрични возила.
Sakti3, производител на батерии со цврста состојба со тенок оксид, беше купен од британскиот гигант за апарати за домаќинство Dyson во 2015 година. Тоа е предмет на трошоците за подготовка на тенок филм и тешкотијата на големото производство, и немаше масовно производствен производ долго време.
Планот на Максвел за батерии во цврста состојба е прво да влезе на пазарот на мали батерии, масовно да ги произведува во 2020 година и да ги користи на полето на складирање енергија во 2022 година. Заради брза комерцијална примена, Максвел прво може да размисли за обид за полу- цврсти батерии на краток рок. Сепак, полуцврстите батерии се поскапи и првенствено се користат во одредени полиња на побарувачка, што ги отежнува апликациите од големи размери.
Производите од оксид со нетенок филм имаат одлични вкупни перформанси и моментално се популарни во развојот. И Тајван Хуиненг и Џиангсу Кингдао се добро познати играчи на оваа патека.
Јапонските и корејските компании се повеќе посветени на решавање на проблемите со индустријализацијата на сулфидниот систем. Претставничките компании како Тојота и Самсунг го забрзаа нивното распоредување. Сулфидните батерии во цврста состојба (литиум-сулфур батерии) имаат колосален потенцијал за развој поради нивната висока енергетска густина и ниската цена. Меѓу нив, технологијата на Тојота е најнапредна. Ослободи демо батерии на ниво на ампер и електрохемиски перформанси. Во исто време, тие исто така користеа LGPS со повисока спроводливост на собна температура како електролит за да подготват поголем пакет батерии.
Јапонија започна национална програма за истражување и развој. Најперспективниот сојуз е Тојота и Панасоник (Тојота има речиси 300 инженери вклучени во развојот на батерии во цврста состојба). Таа рече дека ќе ги комерцијализира цврстите батерии во рок од пет години.
Планот за комерцијализација на батериите во целосно цврста состојба развиен од Toyota и NEDO започнува со развој на батерии во целосно цврста состојба (батерии од прва генерација) со користење на постоечки LIB оптимистички и штетни материјали. После тоа, ќе користи нови позитивни и негативни материјали за зголемување на густината на енергијата (батерии од следната генерација). Се очекува Toyota да произведува прототипови на електрични возила во цврста состојба во 2022 година, а ќе користи батерии во цврста состојба во некои модели во 2025 година. Во 2030 година, густината на енергијата може да достигне 500 Wh/kg за да се постигнат апликации за масовно производство.
Од гледна точка на патентите, меѓу првите 20 баратели на патенти за литиумски батерии со цврста состојба, јапонските компании учествуваа со 11. Тојота аплицираше за најмногу, достигнувајќи 1,709, 2.2 пати повеќе од вториот Panasonic. Топ 10 компании се сите јапонски и јужнокорејски, вклучувајќи 8 во Јапонија и 2 во Јужна Кореја.
Од гледна точка на глобалниот распоред на патентите на патентите, Јапонија, САД, Кина, Јужна Кореја и Европа се клучните земји или региони. Покрај локалните апликации, Toyota има најзначаен број на апликации во САД и Кина, со 14.7% и 12.9% од вкупните барања за патенти, соодветно.
Индустријализацијата на батериите со цврста состојба во мојата земја е исто така под постојана истрага. Според планот за техничка рута на Кина, во 2020 година, постепено ќе реализира цврст електролит, синтеза на катодни материјали со висока специфична енергија и технологија за изградба на тродимензионална структура на рамка од литиумска легура. Ќе препознае производство на примерок од една батерија со мал капацитет од 300 Wh/kg. Во 2025 година, технологијата за контрола на интерфејсот на батеријата во цврста состојба ќе реализира примерок од единечна батерија со голем капацитет од 400 Wh/kg и групна технологија. Се очекува дека батериите во цврста состојба и литиум-сулфур батерии може да бидат масовно произведени и промовирани во 2030 година.
Батериите од следната генерација во проектот за прибирање средства на ИПО на CATL вклучуваат батерии со цврста состојба. Според извештаите на NE Times, CATL очекува да постигне масовно производство на батерии во цврста состојба најмалку до 2025 година.
Во целина, технологијата на полимерниот систем е најзрела и се раѓа првиот производ на ниво на EV. Нејзината концептуална и прогресивна природа предизвика забрзување на инвестициите во истражување и развој од доцните лица, но горната граница на перформанси го ограничува растот, а мешањето со неоргански цврсти електролити ќе биде можно решение во иднина; оксидација; Во материјалниот систем, развојот на типовите со тенок филм е фокусиран на проширување на капацитетот и производство на големи размери, а севкупните перформанси на типовите кои не се филмови се подобри, што е во фокусот на тековното истражување и развој; Сулфидниот систем е најперспективниот цврста состојба на батериски систем во областа на електричните возила, но во поларизирана ситуација со огромен простор за раст и незрела технологија, решавањето на безбедносните прашања и прашањата за интерфејсот е во фокусот на иднината.
Предизвиците со кои се соочуваат батериите во цврста состојба главно вклучуваат:
Литиум-сулфурните батерии, литиум-воздухот и другите системи треба да ја заменат целата рамка на структурата на батериите, а има се позначајни проблеми. Позитивните и негативните електроди на батериите во цврста состојба можат да продолжат да го користат сегашниот систем, а тешкотијата на реализација е релативно мала. Како технологија за батерии од следната генерација, батериите со цврста состојба имаат поголема безбедност и густина на енергија и ќе станат единствениот начин во пост-литиумската ера.
одговорете во рок од 6 часа, сите прашања се добредојдени!
