By hoppt
Солид-стате батерије: пут за батерије следеће генерације
Дана 14. маја, према „Тхе Кореа Тимес“ и другим медијским извештајима, Самсунг планира да сарађује са Хиундаи-јем на развоју електричних возила и обезбеђивању енергетских батерија и других повезаних ауто делова за Хиундаи електрична возила. Медији предвиђају да ће Самсунг и Хјундаи ускоро потписати необавезујући меморандум о разумевању о снабдевању батеријама. Саопштено је да је Самсунг представио своју најновију ССД батерију за Хиундаи.
Према Самсунг-у, када је батерија његовог прототипа потпуно напуњена, може омогућити електричном аутомобилу да вози више од 800 километара истовремено, са животним циклусом батерије од више од 1,000 пута. Његова запремина је 50% мања од литијум-јонске батерије истог капацитета. Из тог разлога се солид-стате батерије сматрају најпогоднијим акумулаторима за електрична возила у наредних десет година.
Почетком марта 2020. Самсунг институт за напредне студије (САИТ) и Самсунг истраживачки центар Јапана (СРЈ) објавили су у часопису „Натуре Енерги“ „Хигх-енергетске дугоцикличне литијум-металне батерије које омогућавају сребро“. -Угљеничне композитне аноде“ представиле су свој најновији развој у области чврстих батерија.
Ова батерија користи чврсти електролит, који није запаљив на високим температурама и такође може да инхибира раст литијумских дендрита како би се избегли кратки спојеви. Поред тога, као аноду користи композитни слој сребро-угљеник (Аг-Ц), који може повећати густину енергије на 900Вх/Л, има дуг животни век од више од 1000 циклуса и веома високу куломбичку ефикасност (пуњење и ефикасност пражњења) од 99.8%. Може да покреће батерију након једне уплате. Аутомобил је прешао 800 километара.
Међутим, САИТ и СРЈ који су објавили рад су научноистраживачке институције, а не Самсунг СДИ, који се фокусира на технологију. Чланак само појашњава принцип, структуру и перформансе нове батерије. Прелиминарно се процењује да је батерија још увек у лабораторијској фази и да ће бити тешко за масовну производњу у кратком периоду.
Разлика између чврстих батерија и традиционалних течних литијум-јонских батерија је у томе што се уместо електролита и сепаратора користе чврсти електролити. Није неопходно користити литијум-интеркалиране графитне аноде. Уместо тога, метални литијум се користи као анода, што смањује број анодних материјала. Напајајуће батерије са већом густином телесне енергије (>350Вх/кг) и дужим животним веком (>5000 циклуса), као и са посебним функцијама (као што је флексибилност) и другим захтевима.
Нове системске батерије укључују солид-стате батерије, литијумске проточне батерије и метално-ваздушне батерије. Три солид-стате батерије имају своје предности. Полимери електролити су органски електролити, а оксиди и сулфиди су неоргански керамички електролити.
Посматрајући светске компаније за солид-стате батерије, постоје старт-уп компаније, а постоје и међународни произвођачи. Компаније су саме у систему електролита са различитим уверењима и не постоји тренд протока технологије или интеграције. Тренутно су неки технички правци блиски условима индустријализације, а у току је и пут ка аутоматизацији чврстих батерија.
Европске и америчке компаније преферирају полимерне и оксидне системе. Француска компанија Боллоре преузела је водећу улогу у комерцијализацији чврстих батерија на бази полимера. У децембру 2011. године, његова електрична возила напајана чврстим полимерним батеријама од 30квх + електрични двослојни кондензатори ушла су на заједничко тржиште аутомобила, што је било први пут у свету. Комерцијалне солид-стате батерије за ЕВ.
Сакти3, произвођача танкослојних оксидних солид-стате батерија, купио је британски гигант кућних апарата Дисон 2015. Подложан је трошковима припреме танког филма и тешкоћама производње великих размера, а није било масовне производни производ дуго времена.
Максвелов план за солид-стате батерије је да прво уђе на тржиште малих батерија, да их масовно производи 2020. и да их користи у области складиштења енергије 2022. Зарад брзе комерцијалне примене, Максвел би могао прво да размисли о покушају полу- чврсте батерије у кратком року. Ипак, получврсте батерије су скупље и првенствено се користе у одређеним областима потражње, што отежава примену великих размера.
Производи од оксида без танког филма имају одличне укупне перформансе и тренутно су популарни у развоју. И Тајван Хуиненг и Ђангсу Ћингдао су познати играчи на овој стази.
Јапанске и корејске компаније су више посвећене решавању проблема индустријализације сулфидног система. Представничке компаније као што су Тојота и Самсунг су убрзале своју примену. Сулфидне чврсте батерије (литијум-сумпорне батерије) имају колосалан развојни потенцијал због своје велике густине енергије и ниске цене. Међу њима, Тојотина технологија је најнапреднија. Издао је Демо батерије на нивоу ампера и електрохемијске перформансе. У исто време, такође су користили ЛГПС са вишом проводљивошћу на собној температури као електролит за припрему већег пакета батерија.
Јапан је покренуо национални програм истраживања и развоја. Најперспективнији савез је Тојота и Панасоник (Тојота има скоро 300 инжењера укључених у развој солид-стате батерија). Речено је да ће комерцијализовати солид-стате батерије у року од пет година.
План комерцијализације потпуно полупроводних батерија који су развили Тоиота и НЕДО почиње развојем потпуно полупроводних батерија (батерије прве генерације) користећи постојеће ЛИБ оптимистичне и штетне материјале. Након тога, користиће нове позитивне и негативне материјале за повећање густине енергије (батерије следеће генерације). Очекује се да ће Тоиота произвести прототипове полупроводничких електричних возила 2022. године, а 2025. ће користити чврсте батерије у неким моделима. У 2030. густина енергије може да достигне 500Вх/кг да би се постигла примена у масовној производњи.
Из перспективе патената, међу 20 највећих подносилаца патентних пријава за чврсте литијумске батерије, јапанске компаније чине 11. Тојота се пријавила највише, достигавши 1,709, 2.2 пута више од другог Панасоница. Првих 10 компанија су све јапанске и јужнокорејске, укључујући 8 у Јапану и 2 у Јужној Кореји.
Из перспективе глобалног распореда патената за патенте, Јапан, Сједињене Државе, Кина, Јужна Кореја и Европа су кључне земље или региони. Поред локалних пријава, Тојота има најзначајнији број пријава у Сједињеним Државама и Кини, чинећи 14.7% и 12.9% укупних пријава патената, респективно.
Индустријализација чврстих батерија у мојој земљи је такође под сталним истраживањем. Према кинеском техничком плану руте, 2020. ће постепено реализовати чврсти електролит, синтезу катодног материјала високе специфичне енергије и тродимензионалну структуру оквира од литијумске легуре. Препознаће производњу узорака једне батерије од 300Вх/кг малог капацитета. У 2025. години, технологија контроле интерфејса за солид-стате батерије ће реализовати 400Вх/кг једног узорка и групне технологије великог капацитета. Очекује се да се чврсте батерије и литијум-сумпорне батерије могу масовно производити и промовисати 2030. године.
Батерије следеће генерације у ИПО пројекту прикупљања средстава ЦАТЛ-а укључују солид-стате батерије. Према извештајима НЕ Тимеса, ЦАТЛ очекује да ће постићи масовну производњу солид-стате батерија до најмање 2025. године.
У целини, технологија полимерног система је најзрелија и рођен је први производ на нивоу ЕВ. Његова концептуална природа која је окренута будућности покренула је убрзање улагања у истраживање и развој од стране оних који су каснили, али горња граница перформанси ограничава раст, а мешање са неорганским чврстим електролитима ће бити могуће решење у будућности; оксидација; У материјалном систему, развој танкослојних типова је фокусиран на проширење капацитета и производњу великих размера, а укупни учинак нефилмских типова је бољи, што је фокус тренутног истраживања и развоја; Сулфидни систем је најперспективнији систем солид-стате батерија у области електричних возила, али у поларизованој ситуацији са огромним простором за раст и незрелом технологијом, решавање безбедносних питања и питања интерфејса је фокус будућности.
Изазови са којима се суочавају солид-стате батерије углавном укључују:
Литијум-сумпорне батерије, литијум-ваздушни и други системи морају да замене цео оквир структуре батерије, а све су значајнији проблеми. Позитивне и негативне електроде солид-стате батерија могу наставити да користе тренутни систем, а тешкоћа реализације је релативно мала. Као технологија батерија следеће генерације, солид-стате батерије имају већу безбедност и густину енергије и постаће једини начин у пост-литијумској ери.
одговорите у року од 6 сати, сва питања су добродошла!
