By hoppt
Betri za hali imara: njia ya betri ya kizazi kijacho
Mnamo Mei 14, kulingana na "The Korea Times" na ripoti zingine za vyombo vya habari, Samsung inapanga kushirikiana na Hyundai kutengeneza magari ya umeme na kutoa betri za nguvu na sehemu zingine za gari zilizounganishwa kwa magari ya umeme ya Hyundai. Vyombo vya habari vinatabiri kwamba Samsung na Hyundai hivi karibuni zitatia saini mkataba usio na bima wa maelewano kuhusu usambazaji wa betri. Inaripotiwa kuwa Samsung ilianzisha betri yake ya hivi punde ya hali dhabiti kwa Hyundai.
Kulingana na Samsung, betri yake ya mfano inapochajiwa kikamilifu, inaweza kuruhusu gari la umeme kuendesha zaidi ya kilomita 800 kwa wakati mmoja, na maisha ya mzunguko wa betri ya zaidi ya mara 1,000. Kiasi chake ni 50% ndogo kuliko betri ya lithiamu-ioni ya uwezo sawa. Kwa sababu hii, betri za hali imara zinachukuliwa kuwa betri za nguvu zinazofaa zaidi kwa magari ya umeme katika miaka kumi ijayo.
Mapema Machi 2020, Taasisi ya Samsung ya Utafiti wa Hali ya Juu (SAIT) na Kituo cha Utafiti cha Samsung cha Japani (SRJ) zilichapisha "betri za metali za lithiamu za hali ya juu za hali ya juu za lithiamu zinazowashwa na fedha" katika jarida la "Nature Energy". -Anodi za mchanganyiko wa kaboni" zilianzisha maendeleo yao ya hivi punde katika nyanja ya betri za hali dhabiti.
Betri hii hutumia elektroliti imara, ambayo haiwezi kuwaka kwenye joto la juu na inaweza pia kuzuia ukuaji wa dendrites za lithiamu ili kuepuka kutoboa nyaya fupi. Kwa kuongezea, hutumia safu ya utunzi ya kaboni-fedha (Ag-C) kama anodi, ambayo inaweza kuongeza msongamano wa nishati hadi 900Wh/L, ina maisha marefu ya mzunguko wa zaidi ya mizunguko 1000, na ufanisi wa juu sana wa coulombic (chaji). na ufanisi wa utupaji) wa 99.8%. Inaweza kuendesha betri baada ya malipo moja. Gari ilisafiri kilomita 800.
Hata hivyo, SAIT na SRJ zilizochapisha karatasi ni taasisi za utafiti wa kisayansi badala ya Samsung SDI, ambayo inazingatia teknolojia. Makala hufafanua tu kanuni, muundo na utendakazi wa betri mpya. Inahukumiwa awali kwamba betri bado iko katika hatua ya maabara na itakuwa vigumu kuzalisha kwa wingi katika kipindi kifupi.
Tofauti kati ya betri za hali dhabiti na betri za kimiminika za lithiamu-ioni ni kwamba elektroliti imara hutumiwa badala ya elektroliti na vitenganishi. Sio lazima kutumia anodi za grafiti zilizounganishwa na lithiamu. Badala yake, lithiamu ya chuma hutumiwa kama anode, ambayo inapunguza idadi ya vifaa vya anode. Betri za nishati zilizo na msongamano wa juu wa nishati mwilini (>350Wh/kg) na maisha marefu (>mizunguko 5000), pamoja na utendakazi maalum (kama vile kunyumbulika) na mahitaji mengine.
Betri za mfumo mpya ni pamoja na betri za hali dhabiti, betri za mtiririko wa lithiamu, na betri za chuma-hewa. Betri tatu za hali ngumu zina faida zao. Elektroliti za polima ni elektroliti za kikaboni, na oksidi na sulfidi ni elektroliti za kauri zisizo hai.
Ukiangalia kampuni za betri za hali dhabiti za kimataifa, kuna wanaoanza, na pia kuna wazalishaji wa kimataifa. Makampuni ni peke yake katika mfumo wa electrolyte na imani tofauti, na hakuna mwelekeo wa mtiririko wa teknolojia au ushirikiano. Kwa sasa, baadhi ya njia za kiufundi ziko karibu na hali ya maendeleo ya viwanda, na barabara ya automatisering ya betri za hali imara imekuwa ikiendelea.
Makampuni ya Ulaya na Amerika yanapendelea mifumo ya polymer na oksidi. Kampuni ya Ufaransa ya Bolloré iliongoza katika kufanya biashara ya betri za hali dhabiti zenye msingi wa polima. Mnamo Desemba 2011, magari yake ya umeme yanayotumiwa na betri za polymer za 30kwh imara + capacitors za umeme za safu mbili ziliingia kwenye soko la magari ya pamoja, ambayo ilikuwa mara ya kwanza duniani. Betri za hali dhabiti za kibiashara za EVs.
Sakti3, mtengenezaji wa betri ya hali ngumu ya oksidi ya filamu nyembamba, ilinunuliwa na kampuni kubwa ya vifaa vya nyumbani ya Uingereza Dyson mnamo 2015. Inakabiliwa na gharama ya maandalizi ya filamu nyembamba na ugumu wa uzalishaji wa kiasi kikubwa, na hakujawa na wingi. uzalishaji wa bidhaa kwa muda mrefu.
Mpango wa Maxwell wa betri za hali shwari ni kuingiza soko la betri ndogo kwanza, kuzizalisha kwa wingi mwaka wa 2020, na kuzitumia katika uhifadhi wa nishati mwaka wa 2022. Kwa ajili ya matumizi ya haraka ya kibiashara, Maxwell anaweza kufikiria kwanza kujaribu nusu-nusu. betri imara kwa muda mfupi. Bado, betri za nusu-imara ni ghali zaidi na hutumiwa kimsingi katika nyanja za mahitaji, na kufanya utumaji wa programu kwa kiwango kikubwa kuwa ngumu.
Bidhaa za oksidi zisizo nyembamba-filamu zina utendaji bora wa jumla na kwa sasa ni maarufu katika maendeleo. Taiwan Huineng na Jiangsu Qingdao ni wachezaji wanaojulikana kwenye wimbo huu.
Makampuni ya Kijapani na Korea yamejitolea zaidi kutatua matatizo ya viwanda ya mfumo wa sulfidi. Makampuni wawakilishi kama vile Toyota na Samsung yameharakisha utumaji wao. Betri za hali ya sulfidi (betri za lithiamu-sulfuri) zina uwezo mkubwa wa maendeleo kutokana na msongamano wao wa juu wa nishati na gharama ya chini. Miongoni mwao, teknolojia ya Toyota ni ya juu zaidi. Ilitoa betri za Onyesho za kiwango cha ampere na utendaji wa kielektroniki. Wakati huo huo, walitumia pia LGPS iliyo na joto la juu la chumba kama elektroliti kuandaa pakiti kubwa ya betri.
Japan imezindua mpango wa kitaifa wa utafiti na maendeleo. Muungano unaotia matumaini zaidi ni Toyota na Panasonic (Toyota ina karibu wahandisi 300 wanaohusika katika kutengeneza betri za hali imara). Ilisema itauza betri za serikali dhabiti ndani ya miaka mitano.
Mpango wa kibiashara wa betri za hali zote zilizotengenezwa na Toyota na NEDO huanza na kutengeneza betri za hali-imara (betri za kizazi cha kwanza) kwa kutumia nguvu iliyopo ya LIB na vifaa vyenye madhara. Baada ya hayo, itatumia nyenzo mpya chanya na hasi ili kuongeza wiani wa nishati (betri za kizazi kijacho). Toyota inatarajiwa kutoa mifano ya magari ya umeme ya hali dhabiti mnamo 2022, na Itatumia betri za hali dhabiti katika baadhi ya miundo mnamo 2025. Mnamo 2030, msongamano wa nishati unaweza kufikia 500Wh/kg ili kufikia maombi ya uzalishaji wa wingi.
Kwa mtazamo wa hataza, kati ya waombaji 20 wa juu wa patent kwa betri za lithiamu za hali dhabiti, kampuni za Kijapani zilichangia 11. Toyota ilituma ombi la wengi, na kufikia 1,709, mara 2.2 ya Panasonic ya pili. Kampuni 10 bora zote ni za Japan na Korea Kusini, zikiwemo 8 nchini Japan na 2 nchini Korea Kusini.
Kwa mtazamo wa mpangilio wa hataza wa kimataifa wa wenye hati miliki, Japan, Marekani, Uchina, Korea Kusini na Ulaya ndizo nchi au maeneo muhimu. Mbali na maombi ya ndani, Toyota ina idadi kubwa zaidi ya maombi nchini Marekani na Uchina, ikichukua 14.7% na 12.9% ya jumla ya maombi ya hataza, mtawalia.
Ukuaji wa kiviwanda wa betri za serikali dhabiti katika nchi yangu pia uko chini ya uchunguzi wa mara kwa mara. Kulingana na mpango wa njia ya kiufundi ya China, katika 2020, Itakuwa hatua kwa hatua kutambua elektroliti imara, high maalum nishati cathode nyenzo awali, na tatu-dimensional mfumo wa muundo lithiamu aloi teknolojia ya ujenzi. Itatambua utengenezaji wa sampuli ya betri moja yenye uwezo mdogo wa 300Wh/kg. Mnamo 2025, teknolojia ya kudhibiti kiolesura cha betri ya hali dhabiti itatambua sampuli ya betri moja yenye uwezo mkubwa wa 400Wh/kg na teknolojia ya kikundi. Inatarajiwa kuwa betri za hali shwari na betri za lithiamu-sulfuri zinaweza kuzalishwa kwa wingi na kukuzwa mwaka wa 2030.
Betri za kizazi kijacho katika mradi wa ufadhili wa IPO wa CATL ni pamoja na betri za serikali dhabiti. Kulingana na ripoti za NE Times, CATL inatarajia kufikia uzalishaji wa wingi wa betri za hali dhabiti ifikapo angalau 2025.
Kwa ujumla, teknolojia ya mfumo wa polima ni kukomaa zaidi, na bidhaa ya kwanza ya kiwango cha EV huzaliwa. Asili yake ya kimawazo na ya kutazamia mbele imechochea kasi ya uwekezaji katika utafiti na maendeleo na waliochelewa, lakini kikomo cha juu cha utendaji huzuia ukuaji, na kuchanganya na elektroliti ngumu zisizo hai itakuwa suluhisho linalowezekana katika siku zijazo; oxidation; Katika mfumo wa nyenzo, maendeleo ya aina nyembamba-filamu inalenga upanuzi wa uwezo na uzalishaji wa kiasi kikubwa, na utendaji wa jumla wa aina zisizo za filamu ni bora zaidi, ambayo ni lengo la utafiti na maendeleo ya sasa; mfumo wa sulfidi ndio mfumo wa betri wa hali dhabiti unaoahidi zaidi katika uwanja wa magari ya umeme, Lakini katika hali iliyogawanywa na chumba kikubwa cha ukuaji na teknolojia changa, kutatua maswala ya usalama na maswala ya kiolesura ndio lengo la siku zijazo.
Changamoto zinazokabili betri za serikali dhabiti ni pamoja na:
Betri za lithiamu-sulfuri, lithiamu-hewa, na mifumo mingine inahitaji kuchukua nafasi ya sura nzima ya muundo wa betri, na kuna matatizo makubwa zaidi na zaidi. Electrodes chanya na hasi za betri za hali imara zinaweza kuendelea kutumia mfumo wa sasa, na ugumu wa utambuzi ni kiasi kidogo. Kama teknolojia ya betri ya kizazi kijacho, betri za hali dhabiti zina usalama wa juu na msongamano wa nishati na itakuwa njia pekee katika enzi ya baada ya lithiamu.
jibu ndani ya masaa 6, maswali yoyote yanakaribishwa!
