Het kritieke moment voor vaste batterijen?

Het kritieke moment voor vaste batterijen?

Als een van de heetste investeringsgebieden in batterijtechnologie hebben vaste batterijen duidelijke voordelen ten opzichte van traditionele vloeibare batterijen wat betreft energiedichtheid en veiligheid.Ze worden algemeen beschouwd als de meest veelbelovende batterijtechnologie van de volgende generatie.Met de grootschalige productie van vaste batterijen betekent dit dat de industrie een commerciële doorbraak heeft bereikt?

Onlangs heeft China Science and Technology Fusion Energy met succes de productie opgebouwd en zijn 628Ah en 314Ah solid-state batterijen uitgerold.Als een van de meest populaire investeringsgebieden in batterijenIn het kader van het onderzoek van de nieuwe technologieën heeft de Europese Commissie een aantal voorstellen ingediend voor de invoering van een systeem voor het in de handel brengen van elektrische batterijen.Met de grootschalige productie van vaste batterijen, is dit een commerciële mijlpaal voor de industrie?

Versnelling van de industrialisatie van halfvaste batterijen

De huidige lithiumbatterijen in de markt gebruiken vloeibare elektrolyten als drager van de transmissie.de vloeibare elektrolyt kan gemakkelijk opwarmenHet vervangen van vloeibare elektrolyten door vaste elektrolyten kan de veiligheidsproblemen van lithiumbatterijen fundamenteel oplossen.,De Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de resultaten van de onderzoeksprocedure.

Het is begrepen dat de in de industrie besproken solid-state-batterijen meestal betrekking hebben op semi-solide batterijen, quasi-solide batterijen,of vaste-vloeibare hybride batterijen met een verminderd elektrolytgehalte van 5%-15%Deze behouden wat vloeibare elektrolyten, waardoor ze haalbaar zijn voor massaproductie in termen van materiaalontwerp, productieproces, productie van apparatuur en kosten.

"Door gebruik te maken van de robuuste productiebasis van de nieuwe energieketen,Chinese batterijbedrijven hebben belangrijke doorbraken geboekt op het gebied van onderzoek en ontwikkeling van de technologie van vaste batterijen en de industricetting van de ketenMet de massaproductie van semi-vaste batterijen door Chinese bedrijven zoals WeLion New Energy, Qingtao Energy en Ganfeng Lithium,De semi-vaste batterijen hebben de industrialisatie in economische zin werkelijk bereikt., " zei Yu Qingjiao, secretaris-generaal van de New Battery Technology Innovation Alliance van Zhongguancun, op de recente 2024 Solid-State Battery Industry Ecosystem Summit.Hij wees erop dat de commerciële toepassing van vaste-batterijen nadert., en degene die als eerste de hoogte van de industrie verovert, krijgt het initiatief in de ontwikkeling.

Uitdagingen bij de commercialisering van volledig vaste batterijen

Ondanks de massaproductie en de toepassing van halfvaste batterijen wordt de commercialisering van volledig vaste batterijen nog steeds geconfronteerd met een reeks technologische en kostenproblemen.

Het vervangen van vloeibare elektrolyten door vaste elektrolyten is een kerntechnische kwestie van materiaalkeuze.en oxidePolymer vaste elektrolyten zijn gemakkelijk te verwerken, compatibel met zowel droge als natte productieprocessen, en hebben de laagste massa productie moeilijkheid, maar hebben een lage geleidbaarheid.Europese bedrijven richten zich voornamelijk op deze technische routeSulfiden hebben de beste prestaties, maar zijn gevoelig voor vocht in de lucht en de meeste polaire oplosmiddelen en de productie van cellen vereist druk van isostatische persapparatuur.die tot hoge kosten leidenChinese bedrijven zoals CATL, BYD en EVE Energy zijn voorstander van deze technische route.

"Volledig vaste batterijen vormen een uitgebreide innovatie-upgrade in materialen, productieprocessen en productieapparatuur.De industriële keten zal revolutionaire veranderingen ondergaan"Het is een zeer belangrijk onderdeel van de ontwikkeling van de batterijindustrie", aldus Miao Lixiao, algemeen directeur van Frontier Technology R&D bij SVolt Energy.vloeibare batterijen gebruiken separatoren om elektroden te wikkelen om een verkeerde uitlijning te voorkomen die kortsluitingen kan veroorzakenDe batterijen met vaste stoffen hebben echter geen scheidsregelaars en de gestapelde lagen worden onder ultrahoge druk verdicht.het maken van de randen van de elektroden vatbaar voor breuken en verkeerd uitlijning"Vaste batterijen zijn als hamburgers, gelaagd met ingrediënten die onder druk uit de randen kunnen stromen, wat kan leiden tot kortsluitingen,terwijl vloeibare batterijen zijn als gerolde pannenkoeken, om kortsluitingen te voorkomen. "

Momenteel zijn de kosten van vaste batterijen hoger dan die van vloeibare batterijen.000 yuan per kilogramIn de toekomst kunnen deze prijzen echter dalen tot 5.000 yuan per kilogram, maar vaste elektrolyten vormen meer dan 20% van de celmassa en dergelijke prijzen zijn waarschijnlijk niet acceptabel op de markt".

Pitao, voorzitter van Hunan Zhongke Xingcheng Graphite Co., Ltd., wees erop: "Elk bedrijf heeft zijn eigen technische kenmerken.de industriële keten aan de voorzijde is in een wachtfase.Vaste batterijen hebben een relatief bepaalde richting nodig voor upstream en downstream om de producten dienovereenkomstig te configureren, waardoor grotere niet-geïnvesteerde kosten in kapitaalinvesteringen worden vermeden".

Het bereiken van 1+1>2 door middel van ontwerp van samengestelde materialen

Vanwege onduidelijke technische routes en kostenreducties kiezen bedrijven in de industrie er voor om geleidelijk over te gaan van semi-vast materiaal naar volledig vast materiaal.

"Er zijn verschillen in de weg van volledig vaste batterijen, en gedifferentieerde concurrentie zal de uitbreiding van vaste batterijtoepassingen bevorderen", zei Xu Hangyu.Directeur wetenschappelijk onderzoek en ontwikkeling bij WeLion New EnergyHij is van mening dat momenteel een enkel vast elektrolytmateriaal niet kan voldoen aan de behoeften van volledig vaste batterijen.compenseren van de tekortkomingen van enkelvoudige elektrolytenmaterialen en tegelijkertijd compatibel zijn met de meeste traditionele processen en apparatuur voor vloeibare lithiumbatterijenWeLion New Energy combineert de voordelen van de vaste elektrolyten van oxiden en polymeren en heeft gemengde vaste-vloeibare batterijen geïndustrialiseerd.nieuwe energievoertuigen, en energieopslagvelden.

"Elk type materiaal heeft zijn eigen voordelen en nadelen.die ook gelooft dat composiet batterijen een effectieve manier zijn om grootschalige productie te bereiken."Vaste batterijen kunnen niet tot een kunstwerk worden gemaakt, de producten zijn zeer duur, verscheidene of zelfs tien keer zo duur als vloeibare batterijen,die voor voertuigtoepassingen nooit haalbaar zouden zijn. "

Su Min, directeur van de afdeling Onderzoek en ontwikkeling van celmaterialen bij Wanxiang 123 Co., Ltd., is van mening dat er een optimale energiedichtheid is, ongeacht of het nu semi-vaste of volledig vaste stoffen zijn.Er is geen enkele beste technologische oplossing; alle zijn technische middelen om de veiligheidsrisico's onder hoge specifieke energiebehoeften aan te pakken.Het overwinnen van de technische en industrialisatieproblemen van volledig vaste batterijen vereist de collectieve inspanningen van de gehele industrie.