Kamakailan, ang ulat ng CCTV tungkol sa "pagsingil ng isang oras at pagpila ng apat na oras" ay nagdulot ng mainit na talakayan.Ang buhay ng baterya at mga isyu sa pag-charge ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay muling naging mainit na isyu para sa lahat.Sa kasalukuyan, kumpara sa tradisyonal na likidong mga baterya ng lithium, mga solid-state na baterya ng lithiumna may mas mataas na kaligtasan, mas malaking density ng enerhiya, mas mahabang buhay ng baterya, at mas malawak na mga field ng aplikasyonmalawak na itinuturing ng mga tagaloob ng industriya bilang direksyon ng pag-unlad sa hinaharap ng mga baterya ng lithium.Ang mga kumpanya ay nakikipagkumpitensya din para sa layout.
Bagama't ang solid-state lithium na baterya ay hindi maaaring komersyalisado sa maikling panahon, ang proseso ng pagsasaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya ng solid-state na lithium na baterya ng mga pangunahing kumpanya ay nagiging mas mabilis at mas mabilis kamakailan, at ang demand sa merkado ay maaaring magsulong ng mass production ng solid- estado ng baterya ng lithium nang mas maaga sa iskedyul.Susuriin ng artikulong ito ang pagbuo ng solid-state na merkado ng baterya ng lithium at ang proseso ng paghahanda ng mga solid-state na baterya ng lithium, at dadalhin ka upang tuklasin ang mga pagkakataon sa merkado ng automation na umiiral.
Ang mga solid-state lithium na baterya ay may makabuluhang mas mahusay na density ng enerhiya at thermal stability kaysa sa mga likidong lithium na baterya
Sa nakalipas na mga taon, ang patuloy na pagbabago sa downstream na larangan ng aplikasyon ay naglagay ng mas mataas at mas mataas na mga kinakailangan para sa industriya ng baterya ng lithium, at ang teknolohiya ng baterya ng lithium ay patuloy ding pinabuting, patungo sa mas mataas na tiyak na enerhiya at kaligtasan.Mula sa pananaw ng landas ng pag-unlad ng teknolohiya ng baterya ng lithium, ang density ng enerhiya na maaaring makamit ng mga likidong lithium na baterya ay unti-unting lumalapit sa limitasyon nito, at ang mga solid-state na baterya ng lithium ay ang tanging paraan para sa pagbuo ng mga baterya ng lithium.
Ayon sa "Technical Roadmap para sa Pagtitipid ng Enerhiya at Bagong Mga Sasakyan ng Enerhiya", ang target ng density ng enerhiya ng mga baterya ng kuryente ay 400Wh/kg sa 2025 at 500Wh/kg sa 2030.Upang makamit ang layunin ng 2030, ang kasalukuyang ruta ng teknolohiya ng likidong lithium baterya ay maaaring hindi magampanan ang responsibilidad.Mahirap basagin ang densidad ng enerhiya na kisame na 350Wh/kg, ngunit ang density ng enerhiya ng mga solid-state na lithium na baterya ay madaling lumampas sa 350Wh/kg.
Dahil sa pangangailangan sa merkado, binibigyang-halaga rin ng bansa ang pagbuo ng mga solid-state lithium na baterya.Sa "New Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)" (Draft for Comment) na inilabas noong Disyembre 2019, iminungkahi na palakasin ang pananaliksik at pag-unlad at industriyalisasyon ng mga solid-state lithium na baterya, at itaas ang mga solid-state na lithium batteries. sa pambansang antas, tulad ng ipinapakita sa Talahanayan 1.
Talahanayan 1 Comparative analysis ng mga likidong baterya at solid-state na baterya
Hindi lamang para sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya, ang industriya ng pag-iimbak ng enerhiya ay may malawak na espasyo para sa aplikasyon
Naimpluwensyahan ng pagsulong ng mga pambansang patakaran, ang mabilis na pag-unlad ng bagong industriya ng sasakyan ng enerhiya ay magbibigay ng malawak na espasyo para sa pag-unlad para sa mga solid-state na lithium na baterya.Bilang karagdagan, ang mga all-solid-state na lithium batteries ay kinikilala rin bilang isa sa mga umuusbong na direksyon ng teknolohiya na inaasahang makakalagpas sa bottleneck ng electrochemical energy storage technology at matugunan ang mga pangangailangan sa pag-unlad sa hinaharap.Sa mga tuntunin ng pag-iimbak ng enerhiya ng electrochemical, ang mga baterya ng lithium ay kasalukuyang bumubuo ng 80% ng pag-iimbak ng enerhiya ng electrochemical.Ang pinagsama-samang naka-install na kapasidad ng electrochemical energy storage sa 2020 ay 3269.2MV, isang pagtaas ng 91% sa 2019. Kasama ang mga alituntunin ng bansa para sa pagpapaunlad ng enerhiya, ang pangangailangan para sa electrochemical energy storage sa user-side, renewable energy grid-connected facilities at ang iba pang mga patlang ay inaasahang magsisimula sa mabilis na paglago, tulad ng ipinapakita sa Figure 1.
Mga benta at paglaki ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya mula Enero hanggang Setyembre 2021 Pinagsama-samang kapasidad na naka-install at rate ng paglago ng mga proyekto sa pag-imbak ng enerhiya ng kemikal sa China mula 2014 hanggang 2020
Figure 1 Mga benta at paglaki ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya;pinagsama-samang naka-install na kapasidad at rate ng paglago ng mga proyekto sa pag-iimbak ng enerhiya ng kemikal sa China
Pinapabilis ng mga negosyo ang proseso ng pananaliksik at pag-unlad, at sa pangkalahatan ay mas pinipili ng Tsina ang mga sistema ng oksido
Sa mga nagdaang taon, ang capital market, mga kumpanya ng baterya at mga pangunahing kumpanya ng kotse ay nagsimulang pataasin ang layout ng pananaliksik ng mga solid-state na baterya ng lithium, na umaasang mangibabaw sa kumpetisyon sa susunod na henerasyong teknolohiya ng baterya ng kuryente.Gayunpaman, ayon sa kasalukuyang pag-unlad, aabutin ng 5-10 taon para maging mature ang all-solid-state lithium batteries sa teknolohiya ng agham at pagmamanupaktura bago ang mass production.Ang mga internasyonal na pangunahing kumpanya ng kotse tulad ng Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai, atbp. ay nagtataas ng kanilang R&D na pamumuhunan sa solid-state na lithium battery na teknolohiya;sa mga tuntunin ng mga kumpanya ng baterya, ang CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD, atbp. ay nagpapatuloy din sa pagbuo .
Ang mga all-solid-state na lithium na baterya ay maaaring hatiin sa tatlong kategorya ayon sa mga electrolyte na materyales: polymer solid-state lithium batteries, sulfide solid-state lithium batteries, at oxide solid-state lithium batteries.Ang polymer solid-state lithium na baterya ay may mahusay na pagganap sa kaligtasan, ang sulfide solid-state na lithium na baterya ay madaling iproseso, at ang oxide solid-state na lithium na baterya ay may pinakamataas na conductivity.Sa kasalukuyan, mas gusto ng mga kumpanyang European at American ang mga oxide at polymer system;Ang mga kumpanyang Hapon at Koreano na pinamumunuan ng Toyota at Samsung ay mas masigasig sa mga sistema ng sulfide;Ang China ay may mga mananaliksik sa lahat ng tatlong sistema, at sa pangkalahatan ay mas gusto ang mga sistema ng oxide, tulad ng ipinapakita sa Figure 2.
Figure 2 Ang layout ng produksyon ng mga solid-state lithium na baterya ng mga kumpanya ng baterya at mga pangunahing kumpanya ng kotse
Mula sa pananaw ng pag-unlad ng pananaliksik at pag-unlad, kinikilala ang Toyota bilang isa sa pinakamakapangyarihang manlalaro sa larangan ng solid-state lithium batteries sa mga dayuhang bansa.Unang iminungkahi ng Toyota ang mga nauugnay na pagpapaunlad noong 2008 nang makipagtulungan ito sa Ilika, isang solid-state lithium battery start-up.Noong Hunyo 2020, ang mga de-koryenteng sasakyan ng Toyota na nilagyan ng mga all-solid-state lithium na baterya ay nagsagawa na ng mga pagsubok sa pagmamaneho sa ruta ng pagsubok.Naabot na nito ang yugto ng pagkuha ng data sa pagmamaneho ng sasakyan.Noong Setyembre 2021, inihayag ng Toyota na mamumuhunan ito ng $13.5 bilyon pagsapit ng 2030 para bumuo ng mga susunod na henerasyong baterya at mga supply chain ng baterya, kabilang ang mga solid-state lithium na baterya.Sa loob ng bansa, ang Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy, at Ganfeng Lithium Industry ay nagtatag ng maliliit na pilot production lines para sa mga semi-solid na lithium batteries noong 2019.Noong Setyembre 2021, ang Jiangsu Qingtao 368Wh/kg solid-state lithium na baterya ay pumasa sa national strong inspection certification, tulad ng ipinapakita sa Talahanayan 2.
Talahanayan 2 Mga plano sa produksyon ng solid-state na baterya ng mga pangunahing negosyo
Proseso ng pagtatasa ng oxide-based solid-state lithium baterya, mainit na pagpindot proseso ay isang bagong link
Ang mahirap na teknolohiya sa pagpoproseso at mataas na gastos sa produksyon ay palaging naghihigpit sa pang-industriya na pag-unlad ng mga solid-state na lithium na baterya.Ang mga pagbabago sa proseso ng mga solid-state na baterya ng lithium ay pangunahing makikita sa proseso ng paghahanda ng cell, at ang kanilang mga electrodes at electrolyte ay may mas mataas na mga kinakailangan para sa kapaligiran ng pagmamanupaktura, tulad ng ipinapakita sa Talahanayan 3.
Talahanayan 3 Pagsusuri ng proseso ng mga solid-state na lithium na baterya na nakabatay sa oxide
1. Pagpapakilala ng mga tipikal na kagamitan – lamination hot press
Panimula ng pag-andar ng modelo: Ang lamination hot press ay pangunahing ginagamit sa seksyon ng proseso ng synthesis ng all-solid na mga cell ng baterya ng lithium.Kung ikukumpara sa tradisyunal na baterya ng lithium, ang proseso ng hot pressing ay isang bagong link, at nawawala ang link ng likidong iniksyon.mas mataas na mga kinakailangan.
Awtomatikong configuration ng produkto:
• Ang bawat istasyon ay kailangang gumamit ng 3~4 axis servo motors, na ginagamit para sa lamination lamination at gluing ayon sa pagkakabanggit;
• Gamitin ang HMI upang ipakita ang temperatura ng pag-init, ang sistema ng pag-init ay nangangailangan ng isang PID control system, na nangangailangan ng mas mataas na sensor ng temperatura at nangangailangan ng mas malaking halaga;
• Ang controller PLC ay may mas mataas na mga kinakailangan sa control accuracy at mas maikling cycle period.Sa hinaharap, ang modelong ito ay dapat na binuo upang makamit ang ultra-high-speed hot-pressing lamination.
Kabilang sa mga tagagawa ng kagamitan ang: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd., at Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Pagpapakilala ng karaniwang kagamitan – casting machine
Pagpapakilala ng function ng modelo: Ang halo-halong powder slurry ay ibinibigay sa casting head sa pamamagitan ng awtomatikong feeding system device, at pagkatapos ay inilapat sa pamamagitan ng scraper, roller, micro-concave at iba pang mga pamamaraan ng coating ayon sa mga kinakailangan sa proseso, at pagkatapos ay pinatuyo sa drying tunnel.Ang base tape kasama ang berdeng katawan ay maaaring gamitin para sa pag-rewinding.Pagkatapos ng pagpapatayo, ang berdeng katawan ay maaaring i-peel off at trimmed, at pagkatapos ay i-cut sa lapad na tinukoy ng user upang i-cast ang isang film na materyal blangko na may tiyak na lakas at flexibility.
Awtomatikong configuration ng produkto:
• Pangunahing ginagamit ang Servo para sa pag-rewinding at pag-unwinding, pagwawasto ng paglihis, at ang tension controller ay kinakailangan upang ayusin ang tensyon sa rewinding at unwinding na lugar;
• Gamitin ang HMI upang ipakita ang temperatura ng pag-init, ang sistema ng pag-init ay nangangailangan ng PID control system;
• Ang daloy ng bentilasyon ng fan ay kailangang kontrolin ng isang frequency converter.
Kabilang sa mga tagagawa ng kagamitan ang: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-tech Co., Ltd. – Xinbaohua Equipment Branch.
3. Pagpapakilala ng tipikal na kagamitan – gilingan ng buhangin
Pagpapakilala ng function ng modelo: Ito ay na-optimize para sa paggamit ng maliliit na grinding beads, mula sa flexible dispersion hanggang sa ultra-high energy grinding para sa mahusay na trabaho.
Awtomatikong configuration ng produkto:
• Ang mga sand mill ay may medyo mababang mga kinakailangan para sa kontrol ng paggalaw, sa pangkalahatan ay hindi gumagamit ng mga servos, ngunit gumagamit ng ordinaryong mababang boltahe na motor para sa proseso ng paggawa ng sanding;
• Gamitin ang frequency converter upang ayusin ang bilis ng spindle, na maaaring kontrolin ang paggiling ng mga materyales sa iba't ibang mga linear na bilis upang matugunan ang iba't ibang mga kinakailangan sa fineness ng paggiling ng iba't ibang mga materyales.
Kabilang sa mga tagagawa ng kagamitan ang: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd., at Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Oras ng post: Mayo-18-2022