Напајање батерије за освежавање индустрије електричних возила?

Јапански Никкеи Схимбун известио је 9. децембра да Тојота развија солид стате батерију, која може да пређе 500 километара након пуњења и да јој је потребно 10 минута да се потпуно напуни, што је најмање две трећине мање од традиционалних електричних возила. Очекује се да ће Тојота постати први светски произвођач возила са чврстим акумулатором у масовној производњи, а следеће године ће лансирати прототип возила.

Поред Тојотиних вести, КуантумСцапе, компанија коју заједнички улажу Фолксваген и Бил Гејтс, такође је објавила нову технологију чврстих батерија, која може да се напуни 80% за 15 минута, повећа густину енергије за 50% и издржи шири опсег температуре, до - 30 ℃. Фолксваген је рекао да је његов циљ да има нову производну линију батерија до 2025. године.

Дакле, која је разлика између чврсте батерије и традиционалне батерије?

Традиционална литијумска батерија: састоји се од позитивне електроде, дијафрагме и негативне електроде, а затим се пуни електролитом.

Чврста батерија: Литијумска батерија користи чврсти електролит, а материјал електролита у великој мери одређује перформансе чврсте литијумске батерије.

Главна разлика између њих је у томе што је електролит у чврстој батерији чврст, што значи да се медијум за миграцију литијум јона између позитивне и негативне електроде мења из течног у чврст. Уз континуирану надоградњу катодних материјала, чврсти електролит може направити бољу координацију, што је погодно за побољшање густине енергије система батерија.

Предности чврсте батерије.

Због употребе чврстог електролита, у поређењу са традиционалним литијумским батеријама, чврсте батерије имају карактеристике несагоревања, отпорности на високе температуре, без корозије, неиспарљивости, ниске опасности од пожара и велике густине енергије.

Индустријализација чврсте батерије.

Солид стате батерија се сматра последњим решењем за забринутост због густине енергије и издржљивости батерије. Солид стате батерија има много предности, али није била широко коришћена због високе цене и ниског производног капацитета.

Комерцијализација чврстих батерија можда није тако брза као што људи мисле. Нингде Тимес је 2019. године рекао да је посвећен развоју свих чврстих батерија и да је произвео узорке, али ће бити потребно 10 година да буду у потпуности комерцијализовани, што значи да су далеко од производње великих размера.

Предвиђен је распоред примене солид стате батерије.

-2021 ће бити период инкубације тржишта чврстих батерија. Спровешће се релевантно планирање производа и истраживање и развој, а тржиштем ће и даље доминирати тернарне батерије.

-Од 2021-2025, пуне батерије ће ући у почетну фазу примене, са густином енергије батерије од 300-500Вх/кг, а мали број врхунских електричних возила биће опремљен чврстим батеријама.

-Од 2025. до 2030. или чак дуже, тржиште ће бити заиста зрело, густина енергије чврстих батерија ће премашити 500Вх/кг, а производња великих размера ће бити заиста популарна.

Уопштено говорећи, све чврсте батерије, посебно оне за апликације велике струје као што су аутомобили, далеко су од обима индустријализације и потребна им је даља надоградња и контрола трошкова.

Зашто неки људи кажу да је масовна производња неизбежна, док други кажу да ће за то требати 10 година?

Као што можете претпоставити, "чврсте батерије" које се тренутно оглашавају за масовну производњу нису све чврсте батерије, већ получврсте батерије.

Получврсте батерије обично имају чврсти електролит на једној електроди и течни електролит на другој. Многи људи који експериментишу са получврстим батеријама су за брзу комерцијалну употребу. На пример, Тојота је поставила свој циљ на развој свих чврстих батерија за трамваје, али каже да ће постепено почети са "получврстим" батеријама.

Када је Нинг Де рекао да ће за масовну производњу бити потребно 10 година, мислио је на све чврсте батерије и то је био циљ.

Да ли ће Тоиотине и КуантумСцапе-ове солид-стате батерије представљати претњу стартапима?

Из перспективе развоја чврстих батерија.

Иновације у технологији батерија у европским и америчким земљама углавном воде стартупи. Пошто су мала предузећа одговорна за иновације у европским и америчким земљама, а велика предузећа решавају проблеме иновација спајањем и аквизицијама, нема потребе да се опширно истражује.

Јапаном доминирају традиционална предузећа за аутомобиле и машине, јер су јапанска традиционална предузећа веома окренута будућности и желе да испробају било коју нову технологију.

Кина је релативно касно ушла у област чврстих батерија. Ипак, верујемо да чврсте батерије нису тако импресивне као што су медији описали. Чак и ако постоји јаз од 1-2 године у истраживању и развоју, то није довољно да се преокрене позиција главне компаније за батерије.

Прво, како литијумске батерије постану маинстреам, оне ће се брзо побољшати. Тренутна течна верзија, или, наставиће да се побољшава, посебно ако добијете побољшање од 30% сваке године, 5 година, 10 година, побољшана ефикасност батерије ће бити слична чврстој батерији.

Друго, иновативна технологија чврстих батерија може се лако интегрисати у предузећа. Солид стате батерија је такође пут литијумске батерије. На путу литијумске батерије, ове побољшане технологије могу лако да прикупе водећа предузећа. За пробој нове технологије батерија, праг и ризик од изградње фабрике су веома високи, тако да ће многи људи продати технологију водећим предузећима, која могу брзо да прошире скалу. Релативна технолошка празнина чврсте батерије је мала, а предност велике серије је очигледно важнија у комерцијализацији полупроводничке батерије.