أصبح إيقاع بطاريات الليثيوم الثلاثية التي تم استبدالها ببطاريات الحالة الصلبة أسرع.
في الآونة الأخيرة ، أعلن معهد تكنولوجيا وهندسة المواد في الأكاديمية الصينية للعلوم أن مشروع "كل البطاريات الصلبة" الخاص بالمرحلة النانوية الذي يقوده قد اجتاز اختبار القبول ، وسيعزز هذا التقدم التكنولوجي نطاق تطبيق بطاريات الليثيوم المنزلية الصلبة بالكامل.
بمجرد ظهور هذا الخبر ، تسبب على الفور في استجابة هائلة في صناعة البطاريات.
قال عاملون في الصناعة لأول شبكة كهربائية: "مع المسار التقني الحالي لبطارية الليثيوم الثلاثي ، فإن هدف 350Wh / kg من أجل مونومر كثافة طاقة البطارية يكون من المستحيل تحقيقه في غضون خمس سنوات. علاوة على ذلك ، حتى إذا تم تحقيقه ، فإن السلامة لا يمكن ضمان الجنس ، لذلك ، إذا كان تسويق البطاريات الصلبة يمكن أن يحدث ، له تأثير كبير على مستقبل كهربة السيارات.
وكقاعدة للسيارات الكهربائية ، سيكون لاختراق مجال البطارية بلا شك تأثيرًا كبيرًا على تطوير البطاريات وحتى مجال السيارات ، لذا ، هل تستطيع بطاريات الحالة الصلبة استبدال بطاريات الليثيوم الثلاثية على الفور؟
العيوب الطبيعية لبطاريات الليثيوم الثلاثية: كثافة الطاقة والاستقرار متناقضة
"شركة واحدة لديها 60 انفجاراً للاحتراق الكهربائي في العام الماضي". في منتدى الليثيوم الصيني-الكوري الصيني ، كشف مدير مختبر المواد والتكنولوجيا الجديد في جامعة بكين أن البروفيسور لو.
يعتقد أستاذه أن هناك العديد من العيوب في بطارية الليثيوم الثلاثية ، وأن مسألة السلامة مقلقة للغاية. "من حيث البنية الكيميائية وهيكل البطارية ، تكون المادة الثلاثية عرضة للحرارة. إذا لم يكن بالإمكان إجراء الحرارة في الوقت المناسب ، هناك خطر حدوث انفجار في البطارية ، ولكن في هذه المرحلة ، لا يوجد حل مثالي للسلامة والموثوقية للبطارية.
بالإضافة إلى مشاكل السلامة ، من حيث زيادة زاوية القدرة على التحمل للمركبات الكهربائية ، فإن كثافة الطاقة الواحدة لبطاريات الليثيوم الثلاث تقترب من الحد ، ومن الصعب كسرها.وأخبر نائب الرئيس التنفيذي لشركة Zhengli Weilai نائب المدير التنفيذي Zhou Nan أول جهاز كهربائي: "الآن ، سواء كانت سياسة الصناعة أو الطلب في السوق ، مركبات الطاقة الجديدة لديها متطلبات عالية على كثافة الطاقة من بطاريات الطاقة. في ظل نظام التكنولوجيا الحالي ، لزيادة كثافة الطاقة ، يمكن إضافة مواد النيكل فقط أو CA ، ولكن يتمتع النيكل العالي باستقرار حراري ضعيف ، لذلك بمجرد زيادة كثافة الطاقة للبطارية التقليدية ، فإن ذلك يعني انخفاض في الثبات ، كما أن التفاعل الحراري الداخلي للبطارية سيكون شديدًا ، وتصبح السلامة مشكلة كبيرة.
ولهذا السبب ، صرح شياو تشنغ وي ، الخبير في فريق الخبراء الوطني للخطة الوطنية "863" للحفاظ على الطاقة ومركبات الطاقة الجديدة ، علنا بأن بطارية ليثيوم أيون الثلاثية قد شهدت "سقف" كثافة الطاقة والمواد عالية النيكل والكربون. يجب أن تكون لخلية بطارية الليثيوم من القطب السالبوني السالب كثافة طاقة قصوى تبلغ حوالي 300Wh / kg ، ويجب ألا يتجاوز الوزن الإيجابي والسلبي 20Wh / kg.
وفقاً لخارطة طريق تكنولوجيا بطاريات الطاقة الوطنية ، فإن هدف كثافة الطاقة الواحدة لبطاريات الليثيوم-أيون في عام 2020 هو 350 وات / كغ من وجهة النظر الحالية ، لم يتحقق هذا الهدف.
من أجل ضمان كثافة الطاقة العالية وسلامة بطارية الطاقة ، جلب تطوير تطوير بطارية الحالة الصلبة الضوء والضوء لهذه الصناعة.
تتنافس الشركات المحلية والأجنبية على اتجاهات البطارية الصلبة
بطارية الحالة الصلبة، وكما يوحي الاسم هو القطب الصلب وبطارية بالكهرباء الصلبة. ومنذ مصنوعة البطارية الحالة الصلبة من القطب المواد الصلبة وبالكهرباء، والكهارل الصلبة التي هي غير قابلة للاشتعال، غير قابلة للتآكل، غير متغير، لا تسرب، ولكن أيضا للتغلب على الليثيوم التغصنات الظاهرة، حتى إذا تم تسخينه درجات الحرارة العالية جدا، وسوف لا تشتعل فيها النيران، وبالتالي أكثر أمنا. مجهزة بجميع الحالة الصلبة سيارة بطارية الليثيوم، وسوف يقلل كثيرا من احتمال الاحتراق التلقائي. ويمكن القول أن الجيل القادم من جديدة طاقة البطارية مركبة الطاقة الكائن المثالي.
في الوقت الحاضر، المزيد والمزيد من المحلية والشركات والمؤسسات البحثية الأجنبية للتركيز على التركيز على بطاريات الليثيوم للدولة كل الصلبة، وهناك تم كشف العديد من شركات صناعة السيارات لبناء بطاريات السيارات الكهربائية على أساس خطة الصلبة. على سبيل المثال، أعلنت فولكس فاجن عن خطط لتطوير الحالة الصلبة عمر البطارية 1000km ، وتتوقع تويوتا 2022 لاستكمال بحث البطارية والتطوير الحالة الصلبة، وحجم الإنتاج خطط في عام 2030، والاقتصاد الياباني أعلنت محافظة خطط لدفع 1.6 مليار ين في عام 2017، والمشترك تويوتا وهوندا ونيسان وباناسونيك، وGS يواسا، توراي، اساهي Kasei، المواد الكيميائية ميتسوي وميتسوبيشي الكيميائية وغيرها من كبار المحلية سلسلة صناعة الطاقة، معا لتطوير بطاريات الحالة الصلبة، ويأمل 2030 الأهداف 800 كم التحمل.
وأشار التركيز بشكل خاص على تكنولوجيا المركبات الطاقة الجديدة أكاديمي قائد خبير في البلاد او يانغ مينغ قاو أيضا إلى أن العديد من معاهد البحوث العلمية المحلية والمؤسسات نسق الصلبة الحقل بطارية الدولة، بالتعاون مع الأكاديمية الصينية للعلوم، والمواد نينغبو قان لى فنغ الصناعة، وتعزيز برنامج التصنيع في 2019 إنتاج بطارية الحالة الصلبة.
باسم 'القلب' للسيارات الطاقة الجديدة، وطاقة البطارية ستحدد بلا شك مستقبل صناعة سيارات الطاقة الجديدة ويعتقد عموما أن مسار التنمية في المستقبل من بالكهرباء بطارية خلط السائل، وشبه الصلبة، الصلبة والسائلة إلى الحالة الصلبة، في نهاية المطاف تحقيق كامل الصلبة العملية. هذا ما دفع الشركات المبتدئة، والجامعات، وغيرها معروفة العملاقة تسلا جولة جديدة من الاستثمار والبحوث في تكنولوجيا البطاريات.
جدول تويوتا موثوق بها نسبيا، قد يكون إنتاج بطارية الحالة الصلبة إلى الانتظار حتى عام 2030
ومع ذلك ، تحتاج بطاريات الحالة الصلبة إلى مزيد من التطوير ، ولا تزال هناك مشاكل متعددة تحتاج إلى حل.
أخبر تشو نان أول جهاز كهربائي: "المنحل بالكهرباء الصلبة هو المفتاح لتطوير بطاريات الحالة الصلبة. لا تحتوي البطاريات الصلبة على تسلل سائل ، ولا تحتاج إلى غشاء. فهي تستخدم بالكهرباء الصلبة فقط كالفاصل وتوضع في قطب القطب الموجب والسالب. تصبح المواد من المواد المعدنية حرجة بشكل خاص.
تعتبر المواد المنحلة بالكهرباء هي جوهر تكنولوجيا بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة ، وفي الوقت الحالي ، تركز أبحاث الإلكتروليتات الصلبة بشكل أساسي على ثلاثة أنواع من المواد: بوليمرات وأكاسيد وكبريتيدات.البوليمرات لها أداء جيد في درجات الحرارة العالية ، وهناك تطبيقات تجارية ؛ دورة أوكسيد أداء جيد ، ومناسبة لهيكل الفيلم مرنة ؛ الموصلية كبريتيد هو أعلى ، هو الاتجاه الرئيسي في المستقبل.
ومع ذلك ، لا تزال هناك العديد من التحديات المحددة التي يجب التغلب عليها:
أولاً ، يجب المحافظة على توصيلية الوصلة ، توصيل بطارية الحالة الصلبة على مستوى مناسب ، ليس مرتفعًا جدًا ، أو منخفضًا جدًا ، مثل هذه المواد يصعب جدًا تطويرها.
ثانياً ، لا توجد مادة مركبة يمكن اعتبارها عالية السعر وسريعة الشحن ، ولا يمكن للمواد المستخدمة بالكهرباء الصلبة المستخدمة الآن سوى استيعاب إحدى الخصائص.
أحد المطلعين على الصناعة الذين لم يرغبوا في ذكر أسمائهم عبروا عن نفس الرأي ، فهو يعتقد: "للكهرباء الصلبة مقاومة كهربائية عالية. لا تزال هناك بعض المشاكل التي يجب حلها من حيث كثافة الطاقة. من الضروري البدء بالكهرباء الصلبة والمواد الإيجابية والسلبية. لا توجد تحديات صغيرة فيما يتعلق بالموصلية ، معدل البطارية ، كفاءة التحضير للبطارية ، ومراقبة التكاليف.بمجرد حل هذه المشكلات بفعالية ، ستبدأ ثورة جديدة للبطاريات في المستقبل.
بما أن هناك العديد من الصعوبات ، كم من الوقت يستغرق استخدام بطاريات الحالة الصلبة بالكامل في مركبات الطاقة الجديدة؟
وقال اويانغ مينغ قاو أنها تتوقع أن جميع بطاريات الليثيوم الحالة الصلبة 2025-- انفراجة بين 2030 مايو من هذا العام، وقال Shinzuo آبي، المدير العام لقسم توليد القوة تويوتا: 'تويوتا المتوقع بعد عام 2020 يمكن أن تنتج بطارية الحالة الصلبة ، ولكن لتحقيق انتاج كميات كبيرة من بطاريات الحالة الصلبة، كما أننا بحاجة إلى الانتظار إلى ما بعد عام 2030. "
كان له جذور في أكثر من عشر سنوات في صناعة البطاريات تشو نان اعترف الكهربائية الأولى: "من التجارب السابقة مع خطط تويوتا والوضع الفعلي هو في الأساس لتحقيق متسقة وربما، في وسعهم في السنوات القليلة الماضية. إدخال بطاريات الحالة الصلبة، ولكن قدرة محددة هو كيف التكاليف لا تستطيع ان تلبي السوق، ولكن أيضا أن تلعب علامة استفهام كبيرة ".
