Bagaimana Perkembangan Bateri Keadaan Pepejal Semasa?

Bateri keadaan pepejal merujuk kepada bateri yang dihasilkan menggunakan elektrod keadaan pepejal dan elektrolit keadaan pepejal. Berlainan dengan bateri bentuk cecair yang ada, ia adalah salah satu petunjuk utama untuk pengembangan bateri kenderaan tenaga baru pada masa akan datang. Baru-baru ini, ketika Volkswagen Group mengumumkan laporan kewangan suku kedua, Ketua Pegawai Eksekutif Volkswagen Group Herbert Diss mengatakan bahawa Volkswagen merancang untuk menghasilkan bateri keadaan pepejal secara bebas, dan pengeluaran besar-besaran mungkin bermula pada tahun 2024 atau 2025. Menurut&nasional; Energy- penjimatan dan Roadmap Teknologi Kenderaan Tenaga Baru GG;;, menjelang 2025, sasaran ketumpatan tenaga bateri litium untuk kenderaan elektrik tulen adalah 400Wh / kg, dan sasaran pada tahun 2030 adalah 500Wh / kg. Mengenai bateri ternary yang kini digunakan secara meluas, masalah teknikal yang ada pada tahap ini menyukarkan pencapaian matlamat di atas.

Sekiranya ketumpatan tenaga bateri litium kuasa untuk mencapai matlamat ketumpatan tenaga lebih besar daripada 500Wh / kg seperti yang dijadualkan, sistem bateri elektrolit cecair yang ada mungkin tidak bertenaga. Sebagai laluan teknologi bateri generasi seterusnya untuk 500Wh / kg, penyelidikan dan pengembangan sistem bateri keadaan pepejal telah menjadi permintaan yang tegar. Pembangunan jangka sederhana dan jangka panjang industri automobil tenaga baru memerlukan rizab teknikal baru, dan bateri lithium-ion keadaan pepejal diharapkan dapat menjadi laluan teknologi yang dominan untuk bateri lithium kuasa automotif generasi akan datang. Ia bukan sahaja merupakan arah pengembangan penting untuk bateri sekunder di masa depan, tetapi juga tugas penting pada masa ini.

Apa kelebihan bateri keadaan pepejal berbanding dengan bateri terner? Pertama sekali, dari segi ketumpatan tenaga, tetingkap elektrokimia elektrolit organik yang kini digunakan dalam bateri lithium-ion ternary dan lain-lain adalah terhad, dan sukar untuk bersesuaian dengan anod litium logam dan bahan katod berpotensi tinggi yang baru dibangunkan. Walau bagaimanapun, elektrolit pepejal umumnya mempunyai kapasiti elektrik yang lebih luas daripada elektrolit organik. Tingkap kimia membantu meningkatkan ketumpatan tenaga bateri. Kedua, dari segi isipadu, kerana elektrolit digantikan oleh elektrolit pepejal, isipadu bateri pepejal akan lebih kecil di bawah ketumpatan tenaga yang sama. Dengan jumlah kuasa yang sama, bateri keadaan pepejal akan menjadi lebih kecil. Dalam keadaan ketumpatan tenaga tetap sama, jisim dan isipadu bateri keadaan pepejal dengan cas yang sama akan lebih kecil daripada bateri elektrolit cair. Bukan hanya itu, kerana tidak ada elektrolit dalam bateri keadaan pepejal, lebih mudah untuk menyegelnya. Semasa menggunakannya dalam peralatan berskala besar seperti kereta, tidak perlu menambahkan tabung penyejuk tambahan, kawalan elektronik, dan lain-lain, yang menjimatkan kos sambil mengurangkan beratnya sendiri. Setelah menggunakan elektrolit pepejal, elektrod negatif grafit dapat diganti dengan litium logam, yang secara signifikan mengurangkan berat keseluruhan bateri.

Dari perspektif susun atur bateri keadaan pepejal di pelbagai negara, Toyota lebih maju dalam teknologi. Ia melancarkan bateri keadaan pepejal sulfida pada tahun 2010. Pada tahun 2014, ketumpatan tenaga prototaip eksperimen&# 39 mencapai 400Wh / kg. Sehingga Februari 2017, paten bateri keadaan pepejal Toyota&# 39 mencapai 30, jauh lebih tinggi daripada syarikat lain. Menurut eksekutif Toyota, Toyota akan merealisasikan perindustrian bateri keadaan pepejal sulfida pada tahun 2020. Di samping itu, Samsung juga telah mencapai hasil tertentu, dengan menggunakan elektrolit pepejal berasaskan sulfida untuk menghasilkan percubaan-menghasilkan sekunder pepejal 2000mAh, 175Wh / kg bateri.

CATL syarikat domestik juga agak matang dalam bateri keadaan pepejal sulfida, dan kini mempercepat pengembangan bateri logam lithium keadaan pepejal sulfida untuk EV. Di samping itu, perlu diperhatikan bahawa Ganfeng Lithium baru-baru ini menyelesaikan projek barisan penyelidikan dan pembangunan bateri keadaan pepejal generasi pertama, dan sampelnya telah lulus pemeriksaan Pusat Pemeriksaan Automobil Institut Penyelidikan Automobil China, dan projek tersebut tidak preseden amalan yang berjaya di China, yang merupakan peneraju antarabangsa. Terobosan teknologi diharapkan dapat mencapai pengeluaran besar-besaran pada tahun 2019.

Berbanding dengan bateri terner, bateri keadaan pepejal mempunyai banyak kelebihan, mengapa mereka tidak dapat mencapai pengeluaran besar-besaran? Kunci bateri keadaan pepejal adalah bahan elektrolit keadaan pepejal. Sebab yang paling penting bagi kesukaran dalam pengembangan bateri keadaan pepejal pada tahap ini adalah kegagalan bahan elektrolit untuk mencapai kejayaan. Tiada bahan elektrolit pepejal anorganik dan bahan elektrolit polimer yang mempunyai kekonduksian ionik dan kekuatan mekanikal yang tinggi, tetapi juga mempunyai sifat pemprosesan yang baik.

Masalah teknikal bateri litium kuasa selalu menjadi halangan yang menyekat pengembangan kenderaan tenaga baru, dan kemacetan yang sukar dilalui bateri keadaan pepejal juga terdapat dalam teknologi. Dalam persaingan sengit&# 39 dalam industri bateri litium tenaga, syarikat yang benar-benar ketawa terakhir adalah syarikat yang menguasai teknologi teras. Bateri keadaan pepejal adalah arah pengembangan teknologi yang penting di masa depan, dan sudah menjadi konsensus industri. Sama ada syarikat China boleh memenangi&seterusnya; pertempuran sukar GG; masih memerlukan usaha bersama rakan sekerja dalam industri.