Анализ технической трассы твердой батареи

Погоня за грузовиками с нулевым выбросом углерода в развитых странах мира становится все более и более горячей, и потребность в новых технических характеристиках транспортных средств на энергии становится все более очевидной. Однако медленное развитие технологии литиевых батарей сегодня ограничило дальность плавания и безопасность, что замедлило модернизацию транспортных средств на новой энергии. Приближается национальный стандарт (удельная энергия 300 Вт-ч / кг @ 2020 г.), энергия жидких литиевых батарей ограничена врожденной проблемой безопасности (260 Вт-ч / кг оказались не в состоянии контролировать безопасность) и не может снова подняться, не говоря уже о 350 Вт-ч / кг в 2025 году.

Долгосрочная цель труднодостижима. В последнее время снова и снова происходит авария с возгоранием аккумуляторной батареи транспортного средства, работающего на новой энергии, что вынуждает международных автопроизводителей, таких как BMW и Toyota, начать свою деятельность. Будь то инвестиции, совместное предприятие или совместная разработка, это только первый шаг и технология аккумуляторов. Кусочек рая «твердотельный аккумулятор» имеет стратегическую комплектацию.

Однако лидеры отрасли инвестируют в твердотельные батареи около 20 лет, но они все еще находятся в неясном состоянии. На заводах по производству аккумуляторов используются разные системы электролита, и здесь нет технического потока или интеграции. Некоторые из них добились успеха. Производство, некоторые продолжают откладывать разработку широкого спектра, бросая сотни миллионов долларов, а затем уходить со сцены еще более знакомо, рай и адское падение вызвано различием в важном маршруте между различными системами электролита, нестабильность, электричество. Сексуальное поведение и массовое производство имеют врожденные преимущества и недостатки, которые необратимы с точки зрения современной науки и техники. Мы делим электролиты на шесть категорий в зависимости от процесса и химической системы: оксиды, сульфиды, цианиды, галогены, пленки, полимеры и т. Д. Четыре основных технических направления иллюстрируют текущее состояние их разработки:

Твердый полимер

Благодаря зрелости разработки жидких полимеров, возможности массового производства твердотельных полимерных батарей не так уж и далека от жидких полимеров, но имеется низкая стабильность, приводящая к низкой электрической надежности в сочетании с ионной проводимостью при комнатной температуре. Таким образом, низкая производительность батареи значительно снижается, даже в результате чего становится трудно работать ниже 10-4 См / см.

Ранее французская Bolloré Group использовала батарею BatScap для запуска автомобиля в городскую сеть, но она должна продолжать нагревать батарею электромобиля до температуры выше 60 ° C, чтобы поддерживать проводимость внутри батареи. Немецкому производителю комплектующих Bosch Bosch Group также пришлось отказаться от инвестиций в Seeo в начале 2018 года; Самый последний известный производитель полимерных электролитов Ionic Materials получил инвестиции от Samsung SDI, Dyson, Wanxiang и других групп, возможно, в последние годы были доступны образцы.

Оксидная пленка

Тонкопленочные батареи до микронного уровня, которые когда-то считались лучшим решением для рынка медицинских и носимых устройств, но схожи с процессом производства полупроводникового напыления, затратами на оборудование, высокими экологическими требованиями, низким выходом продукции, поэтому массовое производство непросто. очень высоко.

Компания IPS в США произвела полностью твердотельную тонкопленочную батарею в 2008 году и была приобретена Apple в 2014 году. Пока что никаких продуктов не было выпущено. Кроме того, Dyson Dyson Group инвестировала в Sakti3, что является самой горячей новостью на рынке твердотельных аккумуляторов в 2015 году, но в 2017 году. Объявил об отказе от всех патентов Sakti3 и обратился к инвестициям в заводы по производству твердых полимеров, стремясь быстро выйти на рынок . С этой точки зрения коммерциализация массового производства тонкопленочных батарей еще предстоит увидеть.

Сульфид

Хотя проводимость хорошая, стабильность не самая лучшая, самая короткая плата, устойчивость к окислению и восстановлению также низкая, технологический процесс сложен, и он далек от процесса литиевой батареи. Следовательно, сульфидная система имеет чрезвычайно высокие ресурсы.

Toyota, Samsung SDI и CATL вложили средства в разработку этой системы. Toyota ожидает, что ее разработанная твердотельная сульфидная батарея будет введена в коммерческое использование в 2022 году. Южнокорейский производитель аккумуляторов SDI обратился к началу этого года, потратив более десяти лет на разработку сульфидных технологий. Твердый полимерный маршрут, сульфидная дорога неразумна, может быть доказана только временем.

Окись

Оксид обладает высочайшей стабильностью и может производиться на относительно недорогом технологическом оборудовании и заводских установках при нормальных атмосферных условиях.

Sony, Ohara и Huineng Technology являются представителями этого технического маршрута. Среди них компания Huineng Technology взяла на себя ведущую роль в борьбе с оксидами. Он первым преодолевает оксиды. У него плохая проводимость, стопка окисленного металла хрупкая, и изгиб сломается. Такие задачи позволили успешно реализовать на рынке твердотельные батареи с «12-минутной быстрой зарядкой» и «динамически изгибаемыми», а также были применены к HTC, Soft Bank и другим фирменным продуктам. В настоящее время полупроводниковые источники питания используются несколькими производителями автомобилей в Китае, Европе и Японии. Рынок аккумуляторов.

В заключении:

В настоящее время освоение твердотельных аккумуляторов невысокое, а желание делиться ими - меньше. Поэтому выбор технического маршрута аккумуляторного завода - это приключение, которое невозможно повернуть вспять. На каждой дороге есть разные препятствия, которые нужно преодолеть перед отъездом. Я знаю только преимущества и недостатки теории, но после того, как я изучил ее полностью, это будет тупик, живая дорога или долгая и ухабистая дорога, но никто не знает. Мы можем только предполагать, исходя из тенденции отрасли, что самая быстрая оксидная система, за которой следует твердый полимер, должна появиться в последние годы; возможна ли коммерциализация сульфидных и тонкопленочных аккумуляторов, по крайней мере 5 Через год оксидная система официально вошла в коммерческое массовое производство.

Страница содержит содержимое машинного перевода.