Batré solid-state: jalur batré generasi saterusna

Batré solid-state: jalur batré generasi saterusna

Dina 14 Méi, nurutkeun "The Korea Times" jeung laporan média lianna, Samsung ngarencanakeun pikeun cooperate kalawan Hyundai pikeun ngembangkeun kandaraan listrik sarta nyadiakeun accu kakuatan sarta bagian mobil disambungkeun séjén pikeun kandaraan listrik Hyundai. Média prédiksi yén Samsung sareng Hyundai bakal geura-giru nandatanganan memorandum of understanding non-mengikat dina suplai batré. Dikabarkan yén Samsung ngenalkeun batré solid-state panganyarna ka Hyundai.

Numutkeun Samsung, nalika batré prototipe na geus dicas pinuh, éta bisa ngidinan mobil listrik ngajalankeun leuwih ti 800 kilométer dina hiji waktu, kalawan umur siklus batré leuwih ti 1,000 kali. Volume na 50% leuwih leutik batan batré litium-ion kapasitas sarua. Ku sabab kitu, batré solid-state dianggap salaku batré kakuatan anu paling cocog pikeun kendaraan listrik dina sapuluh taun ka hareup.

Dina awal Maret 2020, Samsung Institute for Advanced Study (SAIT) sareng Samsung Research Center of Japan (SRJ) nerbitkeun "Batéri logam litium sadaya-nagara padet-énergi tinggi anu diaktipkeun ku pérak" dina majalah "Nature Energy". - anoda komposit karbon" ngenalkeun pamekaran panganyarna dina widang batré solid-state.

Batré ieu ngagunakeun éléktrolit padet, anu henteu kabakar dina suhu anu luhur sareng ogé tiasa ngahambat kamekaran dendrit litium pikeun nyegah sirkuit pondok kabocoran. Salaku tambahan, éta ngagunakeun lapisan komposit pérak-karbon (Ag-C) salaku anoda, anu tiasa ningkatkeun dénsitas énergi ka 900Wh / L, gaduh umur siklus anu panjang langkung ti 1000 siklus, sareng efisiensi coulombic anu luhur pisan (muatan). jeung efisiensi ngurangan) tina 99.8%. Bisa ngajalankeun batréna sanggeus mayar tunggal. Mobil ngumbara 800 kilométer.

Nanging, SAIT sareng SRJ anu nyebarkeun makalah éta mangrupikeun lembaga panalungtikan ilmiah tinimbang Samsung SDI, anu museurkeun kana téknologi. Artikel ieu ngan netelakeun prinsip, struktur, jeung kinerja batré anyar. Ditilik awal yén batréna masih dina tahap laboratorium sareng bakal sesah diproduksi sacara masal dina waktos anu pondok.

Beda antara batré solid-state sareng batré litium-ion cair tradisional nyaéta éléktrolit padet dianggo tibatan éléktrolit sareng separator. Teu perlu ngagunakeun anoda grafit litium-intercalated. Gantina, litium logam dipaké salaku anoda, nu ngurangan jumlah bahan anoda. Batré kakuatan kalayan kapadetan énergi awak anu langkung luhur (> 350Wh / kg) sareng umurna langkung panjang (> 5000 siklus), ogé fungsi khusus (sapertos kalenturan) sareng sarat sanésna.

Batré sistem anyar kalebet batré solid-state, batré aliran litium, sareng batré logam-hawa. Tilu accu solid-state boga kaunggulan maranéhanana. Éléktrolit polimér nyaéta éléktrolit organik, sareng oksida sareng sulfida mangrupikeun éléktrolit keramik anorganik.

Ningali perusahaan batré solid-state global, aya anu ngamimitian, sareng aya ogé pabrik internasional. Pausahaan nyalira dina sistem éléktrolit sareng kapercayaan anu béda-béda, sareng teu aya tren aliran téknologi atanapi integrasi. Ayeuna, sababaraha rute téknis caket sareng kaayaan industrialisasi, sareng jalan pikeun otomatisasi batré solid-state parantos dilaksanakeun.

Perusahaan Éropa sareng Amérika langkung milih sistem polimér sareng oksida. Pausahaan Perancis Bolloré mingpin komersilkeun batré solid-state basis polimér. Dina Désémber 2011, kandaraan listrikna dikuasaan ku batré polimér solid-state 30kwh + kapasitor lapis ganda listrik asup ka pasar mobil dibagikeun, anu munggaran di dunya. Batré solid-state komérsial pikeun EVs.

Sakti3, produsén batré solid-state oksida pilem ipis, diaku ku raksasa alat bumi Inggris Dyson di 2015. Éta tunduk kana biaya persiapan pilem ipis sareng kasusah produksi skala ageung, sareng teu aya massa. produk produksi pikeun lila.

Rencana Maxwell pikeun batré solid-state nyaéta pikeun asup ka pasar batré leutik heula, ngahasilkeun sacara masal dina 2020, sareng dianggo dina widang panyimpen énérgi dina 2022. Demi aplikasi komérsial anu gancang, Maxwell panginten tiasa nyobian nyobian semi- batré padet dina jangka pondok. Sanajan kitu, batré semi-padet leuwih mahal tur utamana dipaké dina widang paménta husus, sahingga aplikasi badag skala hésé.

Produk non-ipis-pilem oksida boga kinerja sakabéh alus teuing jeung ayeuna populér di ngembangkeun. Duanana Taiwan Huineng sareng Jiangsu Qingdao mangrupikeun pamaén anu kasohor dina lagu ieu.

Perusahaan Jepang sareng Korea langkung komitmen pikeun ngarengsekeun masalah industrialisasi sistem sulfida. Perusahaan perwakilan sapertos Toyota sareng Samsung parantos ngagancangkeun panyebaranana. Batré solid-state sulfida (batré litium-walirang) gaduh poténsi pangwangunan anu ageung kusabab kapadetan énergi anu luhur sareng béaya rendah. Diantarana, téknologi Toyota anu paling maju. Éta ngaluarkeun batré Demo tingkat ampere sareng kinerja éléktrokimia. Dina waktos anu sami, aranjeunna ogé ngagunakeun LGPS kalayan konduktivitas suhu kamar anu langkung luhur salaku éléktrolit pikeun nyiapkeun pak batré anu langkung ageung.

Jepang parantos ngaluncurkeun program panalungtikan sareng pamekaran nasional. Aliansi anu paling ngajangjikeun nyaéta Toyota sareng Panasonic (Toyota ngagaduhan ampir 300 insinyur aub dina ngembangkeun batré solid-state). Cenah éta bakal komersialisasi batré solid-state dina lima taun.

Rencana komersialisasi batré sadaya-nagara padet anu dikembangkeun ku Toyota sareng NEDO dimimitian ku ngembangkeun batré sadaya-nagara padet (batré generasi kahiji) nganggo bahan LIB anu upbeat sareng ngabahayakeun. Sanggeus éta, Bakal ngagunakeun bahan positif jeung negatif anyar pikeun ngaronjatkeun dénsitas énergi (batré generasi saterusna). Toyota diperkirakeun ngahasilkeun prototipe kandaraan listrik solid-state di 2022, sarta Ieu bakal ngagunakeun accu solid-state dina sababaraha model di 2025. Dina 2030, dénsitas énergi bisa ngahontal 500Wh / kg pikeun ngahontal aplikasi produksi masal.

Ti sudut pandang patén-patén, diantara luhureun 20 Ngalamar patén pikeun batré litium solid-state, pausahaan Jepang accounted pikeun 11. Toyota dilarapkeun pikeun paling, ngahontal 1,709, 2.2 kali tina Panasonic kadua. 10 perusahaan paling luhur sadayana Jepang sareng Koréa Kidul, kalebet 8 di Jepang sareng 2 di Koréa Kidul.

Tina sudut pandang perenah patén global para patén, Jepang, Amérika Serikat, Cina, Koréa Kidul, sareng Éropa mangrupikeun nagara atanapi daérah anu penting. Salian ti aplikasi lokal, Toyota gaduh jumlah aplikasi anu paling signifikan di Amérika Serikat sareng Cina, masing-masing 14.7% sareng 12.9% tina total aplikasi patén.

Industrialisasi batré solid-state di nagara kuring ogé dina eksplorasi konstan. Numutkeun rencana jalur teknis Cina urang, dina 2020, Ieu laun bakal ngawujudkeun éléktrolit padet, sintésis bahan katoda énergi spésifik tinggi, sarta struktur kerangka tilu diménsi téhnologi konstruksi alloy litium. Bakal ngakuan 300Wh / kg kapasitas leutik produksi sampel batré tunggal. Dina 2025, téknologi kontrol antarmuka batré solid-state bakal ngawujudkeun 400Wh / kg sampel batré tunggal kapasitas ageung sareng téknologi grup. Diperkirakeun yén batré solid-state sareng batré litium-walirang tiasa diproduksi sacara masal sareng diwanohkeun dina 2030.

Batré generasi saterusna dina proyék penggalangan dana IPO CATL kalebet batré solid-state. Numutkeun kana laporan NE Times, CATL ngarepkeun pikeun ngahontal produksi masal batré solid-state sahenteuna sahenteuna 2025.

Sacara umum, téknologi sistem polimér anu paling dewasa, sareng produk tingkat EV munggaran dilahirkeun. Sifat konseptual jeung maju-pilari na geus dipicu akselerasi investasi dina panalungtikan sarta pamekaran ku latecomers, tapi wates luhur kinerja ngawatesan tumuwuhna, sarta compounding kalawan éléktrolit padet anorganik bakal solusi mungkin dina mangsa nu bakal datang; oksidasi; Dina sistem bahan, ngembangkeun jenis pilem ipis ieu fokus kana ékspansi kapasitas jeung produksi badag skala, sarta kinerja sakabéh jenis non-pilem leuwih hadé, nu fokus panalungtikan sarta pamekaran ayeuna; Sistim sulfida nyaéta sistem batré solid-state paling ngajangjikeun dina widang kandaraan listrik, Tapi dina kaayaan polarized kalawan kamar masif pikeun tumuwuh sarta téhnologi immature, ngarengsekeun masalah kaamanan sarta isu panganteur nyaeta fokus tina mangsa nu bakal datang.

Tangtangan anu disanghareupan ku batré solid-state utamina kalebet:

• Ngurangan waragad.
• Ningkatkeun kasalametan éléktrolit padet.
• Ngajaga kontak antara éléktroda sareng éléktrolit nalika ngecas sareng ngecas.

Batré litium-walirang, litium-hawa, sareng sistem anu sanés kedah ngagentos sadaya pigura struktur batré, sareng aya masalah anu langkung ageung. Éléktroda positip sareng négatip tina batré solid-state tiasa teras-terasan nganggo sistem ayeuna, sareng kasusah réalisasi rélatif leutik. Salaku téknologi batré generasi saterusna, batré solid-state gaduh kasalametan sareng kapadetan énergi anu langkung luhur sareng bakal janten hiji-hijina jalan dina jaman pasca litium.