Что представляет собой технологический маршрут твердотельных аккумуляторов?

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 вялое развитие технологии литиевых батарей сегодня ограничило дальность плавания и безопасность, что замедлило модернизацию транспортных средств на новой энергии. И снова шокирующий пожар аккумуляторной батареи нового энергетического автомобиля привел к пожару на автомобилях BMW, Toyota и других международных автопроизводителей. Независимо от инвестиций, совместных предприятий или совместных разработок, это только для следующего шага «твердотельной батареи» стратегического объединения аккумуляторных технологий.

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 развитие дорожного спектра, бросая сотни миллионов долларов, а затем уходить со сцены еще более знакомо, рай и адское падение вызвано различием в важном маршруте между различными электролитными системами, в стабильности, электричестве. 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, галогениды, 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 их низкая стабильность приводит 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 компонентному гиганту 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 батарей в 2015 году, но в 2017 году. Объявил об отказе от всех патентов Sakti3 и обратился к инвестированию 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 на рынке аккумуляторных батарей.

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. Нам известны только преимущества и недостатки теории, но, увидев ее до конца, никто не знает, что это будет тупик, живая дорога или долгая и ухабистая дорога. Мы можем только предполагать, исходя из тенденции отрасли, что самая быстрая оксидная система, за которой следует твердый полимер, сможет появиться в последние годы. Пройдет не менее пяти лет, прежде чем сульфидные и тонкопленочные батареи станут коммерчески жизнеспособными, а оксидная система сейчас находится в коммерческом массовом производстве компанией Huineng.

Страница содержит содержимое машинного перевода.