Baterie de alimentare pentru a reîmprospăta industria vehiculelor electrice?

Nikkei Shimbun din Japonia a raportat pe 9 decembrie că Toyota dezvoltă o baterie cu stare solidă, care poate rula 500 de kilometri odată încărcată și durează 10 minute pentru a se încărca complet, cu cel puțin două treimi mai puțin decât vehiculele electrice tradiționale. Se așteaptă ca Toyota să devină primul producător din lume de vehicule cu baterii în stare solidă în producție de masă și va lansa vehicule prototip anul viitor.

Pe lângă știrile Toyota, QuantumScape, o companie investită în comun de Volkswagen și Bill Gates, a lansat și o nouă tehnologie de baterie cu stare solidă, care poate încărca 80% în 15 minute, poate crește densitatea energiei cu 50% și poate rezista la o gamă mai largă de temperaturi, până la - 30 ℃. Volkswagen a spus că obiectivul său este să aibă o nouă linie de producție de baterii până în 2025.

Deci, care este diferența dintre bateria cu stare solidă și bateria tradițională?

Baterie tradițională cu litiu: este compusă din electrod pozitiv, diafragmă și electrod negativ și apoi umplută cu electrolit.

Baterie cu stare solidă: bateria cu litiu utilizează electrolit solid, iar materialul electrolitic determină în mare măsură performanța bateriei cu litiu cu stare solidă.

Principala diferență dintre cele două este că electrolitul din bateria cu stare solidă este solid, ceea ce înseamnă că mediul pentru migrarea ionilor de litiu între electrozii pozitivi și negativi se schimbă de la lichid la solid. Odată cu îmbunătățirea continuă a materialelor catodice, electrolitul solid poate face o coordonare mai bună, ceea ce conduce la îmbunătățirea densității energetice a sistemului de baterii.

Avantajele bateriei cu stare solidă.

Datorită utilizării electrolitului solid, în comparație cu bateriile tradiționale cu litiu, bateriile solide au caracteristicile de necombustie, rezistență la temperatură ridicată, non-coroziune, nevolatilizare, risc scăzut de incendiu și densitate mare de energie.

Industrializarea bateriei cu stare solidă.

Bateria cu stare solidă este considerată ca ultima soluție la anxietatea legată de densitatea energiei și rezistența bateriei. Bateria cu stare solidă are multe avantaje, dar nu a fost utilizată pe scară largă datorită costului ridicat și capacității de producție reduse.

Comercializarea bateriilor cu stare solidă poate să nu fie atât de rapidă pe cât cred oamenii. În 2019, Ningde Times a spus că s-a angajat în dezvoltarea tuturor bateriilor cu stare solidă și a produs mostre, dar ar fi nevoie de 10 ani pentru ca acestea să fie complet comercializate, ceea ce înseamnă că sunt departe de producția la scară largă.

Programul de aplicare a bateriei cu stare solidă este prevăzut.

-2021 va fi perioada de incubație a pieței bateriilor cu stare solidă. Se vor desfășura planificarea și cercetarea și dezvoltarea de produse relevante, iar piața va fi în continuare dominată de bateriile ternare.

-Din 2021-2025, bateriile cu stare solidă vor intra în stadiul inițial de aplicare, densitatea energiei bateriei ajungând la 300-500Wh/kg, iar un număr mic de vehicule electrice de ultimă generație vor fi echipate cu baterii cu stare solidă.

-Din 2025 până în 2030 sau chiar mai mult, piața va fi cu adevărat matură, densitatea energetică a bateriilor cu stare solidă va depăși 500Wh/kg, iar producția pe scară largă va fi cu adevărat populară.

În general, toate bateriile cu stare solidă, în special cele pentru aplicații cu curent ridicat, cum ar fi automobile, sunt departe de scara industrializării și necesită îmbunătățiri suplimentare și control al costurilor.

De ce unii spun că producția de masă este iminentă, în timp ce alții spun că va dura 10 ani?

După cum puteți ghici, „bateriile cu stare solidă” promovate în prezent pentru producția de masă nu sunt toate baterii cu stare solidă, ci baterii cu stare semisolidă.

Bateriile semi-solide au de obicei un electrolit solid pe un electrod și un electrolit lichid pe celălalt. Mulți oameni care experimentează cu baterii semi-solide sunt pentru uz comercial rapid. De exemplu, Toyota și-a pus ochii pe dezvoltarea tuturor bateriilor solide pentru tramvaie, dar spune că va începe treptat cu baterii „semi-solide”.

Când Ning De a spus că va dura 10 ani pentru producția la scară largă, s-a referit la toate bateriile cu stare solidă și acesta era scopul.

Bateriile cu stare solidă Toyota și QuantumScape vor reprezenta o amenințare pentru startup-uri?

Din perspectiva dezvoltării bateriilor cu stare solidă.

Inovația tehnologică a bateriilor în țările europene și americane este condusă în principal de startup-uri. Deoarece întreprinderile mici sunt responsabile de inovare în țările europene și americane, iar întreprinderile mari rezolvă problemele de inovare prin fuziuni și achiziții, nu este nevoie să explorezi pe larg.

Japonia este dominată de întreprinderile tradiționale de automobile și mașini, deoarece întreprinderile tradiționale japoneze sunt foarte lungi și doresc să încerce orice tehnologie nouă.

China a intrat relativ târziu în domeniul bateriilor cu stare solidă. Cu toate acestea, credem că bateriile cu stare solidă nu sunt la fel de impresionante precum au descris mass-media. Chiar dacă există un decalaj de 1-2 ani în cercetare și dezvoltare, nu este suficient să răsturnați poziția companiei de baterii de cap.

În primul rând, pe măsură ce bateriile cu litiu devin mainstream, se vor îmbunătăți rapid. Versiunea lichidă actuală, sau, va continua să se îmbunătățească, mai ales dacă obțineți o îmbunătățire cu 30% în fiecare an, 5 ani, 10 ani, eficiența îmbunătățită a bateriei va fi similară cu cea a bateriei cu stare solidă.

În al doilea rând, tehnologia inovatoare a bateriilor cu stare solidă poate fi integrată cu ușurință în întreprinderi. Bateria cu stare solidă este, de asemenea, calea bateriei cu litiu. Pe traseul bateriei cu litiu, aceste tehnologii îmbunătățite pot fi adunate cu ușurință de către întreprinderile de vârf. Pentru descoperirea noilor tehnologii de baterie, pragul și riscul construirii unei fabrici sunt foarte mari, așa că mulți oameni vor vinde tehnologia unor întreprinderi de vârf, care pot extinde rapid scara. Decalajul tehnologic relativ al bateriei cu stare solidă este mic, iar avantajul unui lot mare este evident mai important în comercializarea bateriilor cu stare solidă.