Baterei solid-state: rute baterei generasi sabanjure

Baterei solid-state: rute baterei generasi sabanjure

Ing tanggal 14 Mei, miturut "The Korea Times" lan laporan media liyane, Samsung rencana bakal kerja sama karo Hyundai kanggo ngembangake kendaraan listrik lan nyedhiyakake baterei listrik lan bagean mobil liyane sing disambungake kanggo kendaraan listrik Hyundai. Media prédhiksi manawa Samsung lan Hyundai bakal mlebu memorandum pangerten sing ora naleni babagan pasokan baterei. Kacarita Samsung ngenalake baterei solid-state paling anyar menyang Hyundai.

Miturut Samsung, nalika baterei prototipe wis kebak, iku bisa ngidini mobil listrik kanggo drive luwih saka 800 kilometer ing wektu, karo urip siklus baterei luwih saka 1,000 kaping. Volume kasebut 50% luwih cilik tinimbang baterei lithium-ion kanthi kapasitas sing padha. Mulane, baterei solid-state dianggep minangka baterei daya sing paling cocok kanggo kendaraan listrik ing sepuluh taun sabanjure.

Ing awal Maret 2020, Samsung Institute for Advanced Study (SAIT) lan Samsung Research Center of Japan (SRJ) nerbitake "Baterei logam litium kabeh-padat-baterei energi dhuwur sing diaktifake kanthi perak" ing majalah "Nature Energy". - Anoda komposit karbon" ngenalake pangembangan paling anyar ing babagan baterei solid-state.

Baterei iki nggunakake elektrolit sing padhet, sing ora gampang kobong ing suhu dhuwur lan uga bisa nyandhet pertumbuhan dendrit litium kanggo nyegah sirkuit cendhak tusukan. Kajaba iku, nggunakake lapisan komposit perak-karbon (Ag-C) minangka anoda, sing bisa nambah kapadhetan energi nganti 900Wh / L, duwe siklus urip luwih saka 1000 siklus, lan efisiensi coulombic sing dhuwur banget. lan efisiensi discharge) 99.8%. Bisa drive baterei sawise pembayaran siji. Mobil kasebut mlaku 800 kilometer.

Nanging, SAIT lan SRJ sing nerbitake makalah kasebut minangka lembaga riset ilmiah tinimbang Samsung SDI, sing fokus ing teknologi. Artikel kasebut mung njlentrehake prinsip, struktur, lan kinerja baterei anyar. Preliminary judged sing baterei isih ing tataran laboratorium lan bakal angel kanggo massal-prodhuksi ing wektu cendhak.

Bentenipun ing antarane baterei solid-state lan baterei lithium-ion cair tradisional yaiku elektrolit padhet digunakake tinimbang elektrolit lan pemisah. Ora perlu nggunakake anoda grafit litium-interkalasi. Nanging, lithium logam digunakake minangka anode, sing nyuda jumlah bahan anoda. Baterei daya kanthi kapadhetan energi awak sing luwih dhuwur (>350Wh/kg) lan umur luwih dawa (> 5000 siklus), uga fungsi khusus (kayata keluwesan) lan syarat liyane.

Baterei sistem anyar kalebu baterei solid-state, baterei aliran lithium, lan baterei metal-air. Telu baterei solid-state duwe kaluwihan. Elektrolit polimer minangka elektrolit organik, lan oksida lan sulfida minangka elektrolit keramik anorganik.

Deleng ing perusahaan baterei solid-state global, ana wiwitan, lan uga ana pabrikan internasional. Perusahaan kasebut mung ana ing sistem elektrolit kanthi kapercayan sing beda, lan ora ana aliran teknologi utawa integrasi. Saiki, sawetara rute teknis cedhak karo kondisi industrialisasi, lan dalan kanggo otomatisasi baterei solid-state wis ditindakake.

Perusahaan Eropa lan Amerika luwih seneng sistem polimer lan oksida. Perusahaan Prancis Bolloré dadi pimpinan komersialisasi baterei solid-state adhedhasar polimer. Ing Desember 2011, kendaraan listrik sing didhukung dening baterei polimer solid-state 30kwh + kapasitor lapisan ganda listrik mlebu ing pasar mobil bareng, sing pisanan ing donya. Baterei solid-state komersial kanggo EV.

Sakti3, produsen baterei solid-state film tipis oksida, dituku dening raksasa peralatan omah Inggris Dyson ing 2015. Iku tundhuk biaya preparation film tipis lan kangelan produksi gedhe-ukuran, lan wis ora ana massa. produk produksi kanggo dangu.

Rencana Maxwell kanggo baterei solid-state yaiku mlebu pasar baterei cilik dhisik, ngasilake massal ing 2020, lan digunakake ing lapangan panyimpenan energi ing 2022. Kanggo aplikasi komersial kanthi cepet, Maxwell bisa uga nimbang nyoba semi- baterei ngalangi ing short term. Nanging, baterei semi-padat luwih larang lan utamane digunakake ing lapangan panjaluk tartamtu, nggawe aplikasi skala gedhe angel.

Produk oksida film non-tipis nduweni kinerja sakabèhé sing apik banget lan saiki populer ing pangembangan. Taiwan Huineng lan Jiangsu Qingdao minangka pemain kondhang ing trek iki.

Perusahaan Jepang lan Korea luwih komitmen kanggo ngrampungake masalah industrialisasi sistem sulfida. Perusahaan perwakilan kayata Toyota lan Samsung wis nyepetake penyebarane. Baterei solid-state sulfida (baterei litium-sulfur) duweni potensi pangembangan kolosal amarga kapadhetan energi dhuwur lan biaya murah. Ing antarane, teknologi Toyota sing paling maju. Iki ngeculake baterei Demo tingkat ampere lan kinerja elektrokimia. Ing wektu sing padha, dheweke uga nggunakake LGPS kanthi konduktivitas suhu kamar sing luwih dhuwur minangka elektrolit kanggo nyiapake baterei sing luwih gedhe.

Jepang wis ngluncurake program riset lan pangembangan nasional. Aliansi sing paling njanjeni yaiku Toyota lan Panasonic (Toyota duwe meh 300 insinyur sing melu ngembangake baterei solid-state). Ngandika bakal komersialisasi baterei solid-state sajrone limang taun.

Rencana komersialisasi baterei kabeh solid-state sing dikembangake dening Toyota lan NEDO diwiwiti kanthi ngembangake baterei kabeh solid-state (baterei generasi pisanan) nggunakake bahan LIB sing optimis lan mbebayani. Sawise iku, bakal nggunakake bahan positif lan negatif anyar kanggo nambah Kapadhetan energi (baterei generasi sabanjuré). Toyota samesthine bakal ngasilake prototipe kendaraan listrik solid-state ing 2022, lan bakal nggunakake baterei solid-state ing sawetara model ing 2025. Ing 2030, kapadhetan energi bisa tekan 500Wh / kg kanggo entuk aplikasi produksi massal.

Saka perspektif paten, ing antarane 20 pelamar paten paling dhuwur kanggo baterei lithium solid-state, perusahaan Jepang nyathet 11. Toyota paling akeh nglamar, tekan 1,709, 2.2 kaping saka Panasonic kaloro. 10 perusahaan paling dhuwur kabeh yaiku Jepang lan Korea Selatan, kalebu 8 ing Jepang lan 2 ing Korea Selatan.

Saka perspektif tata paten global paten, Jepang, Amerika Serikat, China, Korea Selatan, lan Eropa minangka negara utawa wilayah utama. Saliyane aplikasi lokal, Toyota nduweni jumlah aplikasi paling akeh ing Amerika Serikat lan China, yaiku 14.7% lan 12.9% saka total aplikasi paten.

Industrialisasi baterei solid-state ing negaraku uga terus dieksplorasi. Miturut rencana rute teknis China, ing 2020, bakal mboko sithik nyadari elektrolit padhet, sintesis bahan katoda energi spesifik sing dhuwur, lan teknologi konstruksi paduan lithium struktur kerangka telung dimensi. Bakal ngenali manufaktur sampel baterei tunggal kapasitas cilik 300Wh/kg. Ing taun 2025, teknologi kontrol antarmuka baterei solid-state bakal nyadari 400Wh / kg sampel baterei siji lan teknologi klompok kanthi kapasitas gedhe. Dikarepake yen baterei solid-state lan baterei litium-sulfur bisa diprodhuksi sacara massal lan dipromosikan ing taun 2030.

Baterei generasi sabanjure ing proyek penggalangan dana IPO CATL kalebu baterei solid-state. Miturut laporan NE Times, CATL ngarepake produksi massal baterei solid-state paling ora 2025.

Umumé, teknologi sistem polimer sing paling diwasa, lan produk tingkat EV pisanan lair. Sifat konseptual lan ngarep-arep wis nyebabake percepatan investasi ing riset lan pangembangan dening telat, nanging watesan ndhuwur kinerja mbatesi wutah, lan senyawa karo elektrolit padhet anorganik bakal dadi solusi ing mangsa ngarep; oksidasi; Ing sistem materi, pangembangan jinis film tipis fokus ing ekspansi kapasitas lan produksi skala gedhe, lan kinerja sakabehe jinis non-film luwih apik, sing dadi fokus riset lan pangembangan saiki; sistem sulfida punika sistem baterei ngalangi-negara paling janjeni ing lapangan kendaraan listrik, Nanging ing kahanan polarisasi karo kamar massive kanggo wutah lan teknologi entah, mutusake masalah keamanan lan masalah antarmuka fokus ing mangsa.

Tantangan sing diadhepi dening baterei solid-state utamane kalebu:

• Ngurangi biaya.
• Ngapikake safety saka elektrolit ngalangi.
• Njaga kontak antarane elektroda lan elektrolit sajrone ngisi daya lan mbuwang.

Baterei lithium-sulfur, lithium-air, lan sistem liyane kudu ngganti kabeh pigura struktur baterei, lan ana masalah liyane lan liyane pinunjul. Elektroda positif lan negatif saka baterei solid-state bisa terus nggunakake sistem saiki, lan kangelan realisasi relatif cilik. Minangka teknologi baterei generasi sabanjure, baterei solid-state duwe safety lan Kapadhetan energi sing luwih dhuwur lan bakal dadi siji-sijine cara ing jaman pasca-lithium.