ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች፡ የሚቀጥለው ትውልድ የባትሪ መስመር

ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች፡ የሚቀጥለው ትውልድ የባትሪ መስመር

በሜይ 14 እንደ "ዘ ኮሪያ ታይምስ" እና ሌሎች የመገናኛ ብዙሃን ዘገባዎች ሳምሰንግ ከሀዩንዳይ ጋር በመተባበር የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን ለማምረት እና ለሃዩንዳይ ኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች የኃይል ባትሪዎችን እና ሌሎች ተያያዥ የመኪና መለዋወጫዎችን ለማቅረብ አቅዷል. ሚዲያው ሳምሰንግ እና ሃዩንዳይ በባትሪ አቅርቦት ላይ አስገዳጅ ያልሆነ የመግባቢያ ሰነድ በቅርቡ እንደሚፈራረሙ ተንብየዋል። ሳምሰንግ የቅርብ ጊዜውን ስቶል ስቴት ባትሪ ለሀዩንዳይ ማስተዋወቁ ተዘግቧል።

እንደ ሳምሰንግ ገለፃ የፕሮቶታይፕ ባትሪው ሙሉ በሙሉ ቻርጅ ሲደረግ የኤሌክትሪክ መኪና በአንድ ጊዜ ከ800 ኪሎ ሜትር በላይ እንዲያሽከረክር ያስችለዋል፣ ይህም የባትሪ ዑደት ህይወት ከ1,000 ጊዜ በላይ ነው። መጠኑ ተመሳሳይ አቅም ካለው ሊቲየም-አዮን ባትሪ 50% ያነሰ ነው። በዚህ ምክንያት, ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች በሚቀጥሉት አስር አመታት ውስጥ ለኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች በጣም ተስማሚ የኃይል ባትሪዎች ተደርገው ይወሰዳሉ.

እ.ኤ.አ. በማርች 2020 መጀመሪያ ላይ ሳምሰንግ ለላቀ ጥናት (SAIT) እና የጃፓኑ ሳምሰንግ የምርምር ማእከል (SRJ) “ከፍተኛ-ኃይል ረጅም-ሳይክል ሁሉንም-ጠንካራ-ግዛት ሊቲየም ብረት ባትሪዎችን በብር” በ “ተፈጥሮ ኢነርጂ” መጽሔት ላይ አሳትመዋል። -የካርቦን ውህድ አኖዶች" በጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች መስክ የቅርብ ጊዜ እድገታቸውን አስተዋውቀዋል።

ይህ ባትሪ የሚጠቀመው ጠንካራ ኤሌክትሮላይት ሲሆን ይህም በከፍተኛ ሙቀት ተቀጣጣይ አይደለም እና የሊቲየም ዴንራይትስ እድገትን በመግታት አጭር ዙር እንዳይበከል ያደርጋል። በተጨማሪም የብር-ካርቦን (አግ-ሲ) ድብልቅ ንብርብር እንደ አኖድ ይጠቀማል, ይህም የኃይል ጥንካሬን ወደ 900Wh / L ሊጨምር ይችላል, ረጅም የዑደት ህይወት ከ 1000 ዑደቶች በላይ እና በጣም ከፍተኛ የኮሎምቢክ ቅልጥፍና (ክፍያ). እና የመልቀቂያ ቅልጥፍና) 99.8%. ከአንድ ክፍያ በኋላ ባትሪውን መንዳት ይችላል. መኪናው 800 ኪሎ ሜትር ተጉዟል።

ይሁን እንጂ ወረቀቱን ያሳተሙት SAIT እና SRJ በቴክኖሎጂ ላይ ከሚያተኩረው ሳምሰንግ ኤስዲአይ ይልቅ ሳይንሳዊ የምርምር ተቋማት ናቸው። ጽሑፉ የአዲሱን ባትሪ መርህ፣ መዋቅር እና አፈጻጸም ብቻ ያብራራል። ባትሪው አሁንም በቤተ ሙከራ ደረጃ ላይ እንደሚገኝ እና በአጭር ጊዜ ውስጥ በጅምላ ለማምረት እንደሚያስቸግረው በቅድመ ሁኔታ ተረጋግጧል።

በጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች እና በባህላዊ ፈሳሽ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች መካከል ያለው ልዩነት ከኤሌክትሮላይቶች እና ሴፓራተሮች ይልቅ ጠንካራ ኤሌክትሮላይቶች ጥቅም ላይ ይውላሉ. ሊቲየም-የተጠላለፉ ግራፋይት አኖዶችን መጠቀም አስፈላጊ አይደለም. በምትኩ, የብረት ሊቲየም እንደ አኖድ ጥቅም ላይ ይውላል, ይህም የአኖድ ቁሳቁሶችን ቁጥር ይቀንሳል. ከፍተኛ የሰውነት ጉልበት (> 350Wh / ኪግ) እና ረጅም ዕድሜ (> 5000 ዑደቶች) ያላቸው የኃይል ባትሪዎች, እንዲሁም ልዩ ተግባራት (እንደ ተለዋዋጭነት) እና ሌሎች መስፈርቶች.

የአዲሱ ስርዓት ባትሪዎች ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች ፣ የሊቲየም ፍሰት ባትሪዎች እና የብረት-አየር ባትሪዎች ያካትታሉ። ሶስቱ ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች ጥቅሞቻቸው አሏቸው. ፖሊመሮች ኤሌክትሮላይቶች ኦርጋኒክ ኤሌክትሮላይቶች ናቸው, እና ኦክሳይዶች እና ሰልፋይዶች ኢንኦርጋኒክ ሴራሚክ ኤሌክትሮላይቶች ናቸው.

ዓለም አቀፋዊ የጠንካራ-ግዛት የባትሪ ኩባንያዎችን ስንመለከት, ጅምርዎች አሉ, እና ዓለም አቀፍ አምራቾችም አሉ. ኩባንያዎቹ የተለያየ እምነት ባላቸው ኤሌክትሮላይቶች ውስጥ ብቻቸውን ናቸው, እና የቴክኖሎጂ ፍሰት ወይም ውህደት አዝማሚያ የለም. በአሁኑ ጊዜ አንዳንድ ቴክኒካል መስመሮች ከኢንዱስትሪ ልማት ሁኔታዎች ጋር የተቀራረቡ ናቸው, እና ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎችን ወደ አውቶሜትድ የሚወስደው መንገድ በሂደት ላይ ነው.

የአውሮፓ እና የአሜሪካ ኩባንያዎች ፖሊመር እና ኦክሳይድ ስርዓቶችን ይመርጣሉ. የፈረንሳዩ ኩባንያ ቦሎሬ በፖሊመር ላይ የተመሰረቱ ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎችን ለገበያ በማቅረብ ግንባር ቀደም ሆኖ ነበር። እ.ኤ.አ. በታህሳስ 2011 በ 30 ኪሎዋት ጠንካራ-ግዛት ፖሊመር ባትሪዎች + የኤሌክትሪክ ድርብ-ንብርብር አቅም ያላቸው የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎቹ ወደ የጋራ መኪና ገበያ ገብተዋል ፣ ይህም በዓለም ውስጥ ለመጀመሪያ ጊዜ ነበር። የንግድ ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች ለኢቪዎች።

የሳክቲ 3, ቀጭን ፊልም ኦክሳይድ ጠንካራ-ግዛት ባትሪ አምራች, በ 2015 በብሪቲሽ የቤት ውስጥ መገልገያ ግዙፍ ዳይሰን ተገዛ. ስስ-ፊልም ዝግጅት ወጪ እና መጠነ ሰፊ ምርት አስቸጋሪ ነው, እና ምንም የጅምላ ነበር. የምርት ምርት ለረጅም ጊዜ.

የማክስዌል የድፍን-ግዛት ባትሪዎች እቅድ መጀመሪያ ወደ ትንሹ የባትሪ ገበያ መግባት፣ በ2020 በጅምላ ማምረት እና በ2022 በሃይል ማከማቻ መስክ መጠቀም ነው። ጠንካራ ባትሪዎች በአጭር ጊዜ ውስጥ. አሁንም ቢሆን ከፊል-ጠንካራ ባትሪዎች በጣም ውድ ናቸው እና በዋናነት በተለይ በፍላጎት መስኮች ጥቅም ላይ ይውላሉ, ትላልቅ አፕሊኬሽኖችን አስቸጋሪ ያደርገዋል.

ቀጭን ያልሆኑ የፊልም ኦክሳይድ ምርቶች በጣም ጥሩ አጠቃላይ አፈፃፀም አላቸው እና በአሁኑ ጊዜ በልማት ውስጥ ታዋቂ ናቸው። ሁለቱም ታይዋን ሁኒንግ እና ጂያንግሱ ኪንግዳኦ በዚህ ትራክ ላይ የታወቁ ተጫዋቾች ናቸው።

የጃፓን እና የኮሪያ ኩባንያዎች የሰልፋይድ ስርዓትን የኢንዱስትሪ ልማት ችግሮችን ለመፍታት የበለጠ ቁርጠኛ ናቸው። እንደ ቶዮታ እና ሳምሰንግ ያሉ ተወካዮች ስራቸውን አፋጥነዋል። የሰልፋይድ ድፍን-ግዛት ባትሪዎች (ሊቲየም-ሰልፈር ባትሪዎች) በከፍተኛ የሃይል እፍጋታቸው እና በዝቅተኛ ዋጋቸው ምክንያት ትልቅ የእድገት አቅም አላቸው። ከነሱ መካከል የቶዮታ ቴክኖሎጂ እጅግ የላቀ ነው። የ ampere-level Demo ባትሪዎችን እና ኤሌክትሮኬሚካላዊ አፈፃፀምን ለቋል። በተመሳሳይ ጊዜ ኤል.ጂ.ፒ.ኤስን ከፍ ባለ ክፍል የሙቀት መጠን እንደ ኤሌክትሮላይት በመጠቀም ትልቅ የባትሪ ድንጋይ ለማዘጋጀት ተጠቅመዋል።

ጃፓን በአገር አቀፍ ደረጃ የምርምር እና ልማት መርሃ ግብር ጀምራለች። በጣም ተስፋ ሰጪው ጥምረት ቶዮታ እና ፓናሶኒክ ናቸው (ቶዮታ ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎችን በማዘጋጀት ላይ የተሳተፉ 300 የሚጠጉ መሐንዲሶች አሏት)። በአምስት ዓመታት ውስጥ ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎችን ለገበያ እንደሚያቀርብ ተናግሯል።

በቶዮታ እና ኔዲኦ የተገነቡ የሁሉም-ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች የንግድ ሥራ ዕቅድ አሁን ያለውን የ LIB ንፅፅር እና ጎጂ ቁሳቁሶችን በመጠቀም ሁሉንም-ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎችን (የመጀመሪያ-ትውልድ ባትሪዎችን) በማዘጋጀት ይጀምራል። ከዚያ በኋላ የኃይል ጥንካሬን ለመጨመር (የሚቀጥለው ትውልድ ባትሪዎች) አዳዲስ አወንታዊ እና አሉታዊ ቁሳቁሶችን ይጠቀማል. ቶዮታ በ2022 የጠንካራ መንግስት ኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን ፕሮቶታይፕ ያመርታል ተብሎ ይጠበቃል፣ እና በ2025 በአንዳንድ ሞዴሎች ድፍን-ግዛት ባትሪዎችን ይጠቀማል። በ2030 የጅምላ ምርት አፕሊኬሽኖችን ለማሳካት የኢነርጂ መጠኑ 500Wh/kg ሊደርስ ይችላል።

ከፓተንት እይታ አንፃር፣ ለጠንካራ-ግዛት ሊቲየም ባትሪዎች ከ20 ምርጥ የፓተንት አመልካቾች መካከል፣ የጃፓን ኩባንያዎች 11. ቶዮታ አመልክተዋል፣ ይህም ከሁለተኛው Panasonic 1,709 እጥፍ 2.2 ደርሷል። በጃፓን 10ቱን እና በደቡብ ኮሪያ 8ቱን ጨምሮ ሁሉም የጃፓን እና ደቡብ ኮሪያ 2 ኩባንያዎች ናቸው።

ከባለቤትነት መብት ተከራዮች ዓለም አቀፍ የፈጠራ ባለቤትነት አቀማመጥ አንፃር ጃፓን፣ ዩናይትድ ስቴትስ፣ ቻይና፣ ደቡብ ኮሪያ እና አውሮፓ ቁልፍ አገሮች ወይም ክልሎች ናቸው። ከአካባቢው አፕሊኬሽኖች በተጨማሪ ቶዮታ በዩናይትድ ስቴትስ እና በቻይና ውስጥ እጅግ በጣም ጠቃሚ የሆኑ አፕሊኬሽኖች ያሉት ሲሆን ይህም ከጠቅላላው የፓተንት ማመልከቻዎች 14.7% እና 12.9% ይሸፍናል።

በአገሬ ውስጥ ያሉ የጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች ኢንዱስትሪያላይዜሽን እንዲሁ በቋሚ ፍለጋ ላይ ነው። በቻይና ቴክኒካል መስመር እቅድ መሰረት፣ በ2020፣ ቀስ በቀስ ጠንካራ ኤሌክትሮላይት፣ ከፍተኛ የተወሰነ የኢነርጂ ካቶድ ቁስ ውህድ እና ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ማዕቀፍ መዋቅር የሊቲየም ቅይጥ የግንባታ ቴክኖሎጂን እውን ያደርጋል። 300Wh/kg አነስተኛ አቅም ያለው ነጠላ የባትሪ ናሙና ማምረትን ይገነዘባል። እ.ኤ.አ. በ 2025 ጠንካራ-ግዛት የባትሪ በይነገጽ መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ 400Wh/kg ትልቅ አቅም ያለው ነጠላ የባትሪ ናሙና እና የቡድን ቴክኖሎጂን እውን ያደርጋል። በ2030 ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች እና ሊቲየም-ሰልፈር ባትሪዎች በብዛት ሊመረቱ እና ሊተዋወቁ እንደሚችሉ ይጠበቃል።

በCATL IPO የገንዘብ ማሰባሰብያ ፕሮጀክት ውስጥ ያሉት ቀጣዩ ትውልድ ባትሪዎች ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎችን ያካትታሉ። እንደ NE Times ዘገባዎች፣ CATL ቢያንስ በ2025 ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎችን በብዛት ለማምረት ይጠብቃል።

በአጠቃላይ የፖሊሜር ሲስተም ቴክኖሎጂ በጣም የበሰለ ነው, እና የመጀመሪያው የ EV-ደረጃ ምርት ተወለደ. የፅንሰ-ሃሳቡ እና ወደ ፊት የመመልከት ባህሪው ዘግይተው በመጡ ሰዎች ለምርምር እና ልማት ኢንቨስትመንት መፋጠን አስነስቷል ፣ ነገር ግን የአፈፃፀም የላይኛው ገደብ እድገትን ይገድባል ፣ እና ከኦርጋኒክ ካልሆኑ ጠንካራ ኤሌክትሮላይቶች ጋር መቀላቀል ለወደፊቱ መፍትሄ ይሆናል ። ኦክሳይድ; በቁሳዊ ሥርዓት ውስጥ, ቀጭን-ፊልም ዓይነቶች ልማት አቅም መስፋፋት እና መጠነ ሰፊ ምርት ላይ ያተኮረ ነው, እና ፊልም ያልሆኑ ዓይነቶች አጠቃላይ አፈጻጸም የተሻለ ነው, የአሁኑ ምርምር እና ልማት ትኩረት ነው; የሰልፋይድ ስርዓት በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች መስክ ውስጥ በጣም ተስፋ ሰጭ ጠንካራ-ግዛት የባትሪ ስርዓት ነው ፣ ግን በፖላራይዝድ ሁኔታ ለዕድገት እና ያልበሰለ ቴክኖሎጂ ሰፊ ክፍል ውስጥ ፣ የደህንነት ጉዳዮችን እና የበይነገጽ ጉዳዮችን መፍታት የወደፊቱ ትኩረት ነው።

በጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች የሚያጋጥሟቸው ተግዳሮቶች በዋናነት የሚያጠቃልሉት፡-

• ወጪዎችን መቀነስ.
• የጠንካራ ኤሌክትሮላይቶች ደህንነትን ማሻሻል.
• በመሙላት እና በመሙላት ጊዜ በኤሌክትሮዶች እና በኤሌክትሮላይቶች መካከል ያለውን ግንኙነት መጠበቅ.

የሊቲየም-ሰልፈር ባትሪዎች, ሊቲየም-አየር እና ሌሎች ስርዓቶች ሙሉውን የባትሪ መዋቅር ፍሬም መተካት አለባቸው, እና የበለጠ እና የበለጠ ጉልህ ችግሮች አሉ. የጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች አወንታዊ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች አሁን ያለውን ስርዓት መጠቀማቸውን ሊቀጥሉ ይችላሉ, እና የማወቅ ችግር በአንጻራዊነት ትንሽ ነው. እንደ ቀጣዩ ትውልድ የባትሪ ቴክኖሎጂ፣ ጠንካራ-ግዛት ባትሪዎች ከፍተኛ ደህንነት እና የኃይል መጠጋጋት ያላቸው እና በድህረ-ሊቲየም ዘመን ብቸኛው መንገድ ይሆናሉ።