Повторное покрытие твердотельные батареи

Твердотельные батареи: помимо материальных систем

Д-р Ли Чжэн, генеральный директор SAIC Qingtao, представил контрастную точку зрения на ежегодной конференции 2023 Advanced Lithium Battery в ноябре, бросив вызов предыдущему отраслевому консенсусу.

В течение длительного времени твердотельные батареи считались идеальным решением для решения проблем безопасности и повышения плотности энергии в литий-ионных батареях. Первоначально, развитие твердотельных батарей включало штабелирование материалов, выбирая материалы положительного и отрицательного электрода самой высокой емкости в индустрии, и заменяя сепаратор и электролит на твердотельный электролит.

Особенно в 2023 году, когда однородность батарей сталкивается с серьезной избыток емкости, а технология аккумуляторных батарей достигает критической точки всестороннего обновления, твердотельные батареи для транспортных средств и непрерывное планирование емкости часто обсуждаются, порождая высокие ожидания рынка.

Тем не менее, важно проявлять осторожность в отношении риска чрезмерных ожиданий отрасли.

Ли Чжэн отметил, что в отрасли все еще существует неправильное представление о твердотельных батареях, и понимание их исключительно с материальной точки зрения является неполным. Он заявил: «Индустриализация твердотельных батарей включает в себя комплексное обновление от материальных систем до структур батарей и технологических процессов».

В настоящее время система материалов для твердотельных батарей еще не создана, а оборудование производственной линии не полностью оборудовано, что приводит к хаотичному состоянию в цепочке промышленности твердотельных батарей.

Учитывая рынок, фокус рынка электрификации для твердотельных батарей сместился с внешнего технологического макета на продукты, которые находятся на грани применения. В свете этого контекстуального изменения переоценка твердотельных батарей становится первым шагом в корректировке отраслевых стратегий.

Переоценка твердотельных батарей

Ли Чжэн подчеркнул, что твердотельные батареи предлагают решение ограничений системы твердого и жидкого материала.

Когда мы смотрим на развитие жидких батарей, электролитная система на основе растворителей, таких как PC, EC и DMC, используется с ранних стадий коммерциализации. На протяжении всего этого процесса производительность батареи неуклонно улучшалась, а срок службы увеличивается с первоначальных 50 циклов до десятков тысяч циклов. Добавки постоянно включаются в электролит, и как положительные, так и отрицательные электродные материалы подвергаются поверхностной обработке для стабилизации поверхности раздела твердое вещество-жидкость.

В целом, разработка системы твердотельно-жидких аккумуляторов осуществлялась с использованием аддитивного подхода. Однако эта логика развития также наложила ограничения на применение материалов батареи. Если мы сможем оторваться от «фиксированной модели» тройных положительных электродов с высоким содержанием никеля в паре с отрицательными электродами на основе кремния/лития, комплексное обновление твердотельных батарей имеет огромный потенциал.

Ли Чжэн заявил, что преимущества твердотельных батарей заключаются в отсутствии жидкостной системы. Это позволяет материалам положительного электрода выходить за пределы платформы 4,2 В, и материалы с высоким содержанием марганца можно использовать без опасений растворения марганца. Кроме того, процесс сокращает количество этапов, упрощая общий процесс и повышая энергоэффективность.

Проблемы интерфейса и пробелы в цепочке промышленности

Потенциал твердотельных аккумуляторов сопровождается проблемами в области основных технологий и поддержки развития отрасли.

Вопрос о твердотельных интерфейсах представляет собой значительное препятствие на пути к индустриализации. Эти интерфейсы включают как физические, так и химические контакты, и поиск правильного баланса между электропроводностью, снижением побочных реакций и снижением импеданса остается ключевым направлением для промышленности.

Различные решения изучаются на коммерческой основе, что приводит к появлению различных технических путей для твердотельных электролитов. Ли Чжэн предлагает обратить внимание на путь хлорида в дополнение к пути сульфида, так как он предлагает низкую стоимость и отличную совместимость процесса.

Закрытие пробелов в отраслевой цепочке и продвижение технологических прорывов должны идти рука об руку. Д-р Ли Чжэн подчеркивает текущее отсутствие импульса, материалов и технологических процессов в цепочке промышленности твердотельных аккумуляторов.

Автопроизводители не имеют достаточной мотивации для разработки твердотельных аккумуляторов из-за широко распространенного заблуждения. Твердотельные батареи по-прежнему не считаются аутстандиНг с точки зрения стоимости и производительности по сравнению с обычными литий-ионными батареями для автомобильных применений.

Масштаб промышленности новых материалов в системе твердотельных аккумуляторов невелик, а поставка положительных электродов с высоким содержанием марганца и твердотельных электролитов не удовлетворяет спрос. Прогресс в разработке литий-содержащих отрицательных электродов также идет медленно.

Развитие технологических процессов отстает от изменений в новой материальной системе твердотельных батарей. Инновационные процессы, такие как сухие положительные электроды, еще не отвечают производственным требованиям.

По мере промышленного развития твердотельных батарей степень итерации и обновления производственных линий будет неуклонно расти, что приведет к постепенному снижению стоимости батарей.

На этапе полутвердого состояния будет внедрено 30% оборудования производственной линии, что сделает затраты сопоставимыми с

Твердотельные батареи в контексте Comp

Рынок ищет следующее поколение аккумуляторных батарей для достижения более широкой цели всеобъемлющей электрификации. Эта цель выходит за рамки содействия проникновению на рынок электромобилей и охватывает электрификацию в различных областях, включая сушу, море и воздух.

Какие новые требования предъявляет эра всеобъемлющей электрификации к аккумуляторным батареям? Ли Чжэн считает, что в эту эпоху победителями становятся не те, у кого есть одна технология, которая «далеко впереди», а те, кто являются «универсальными чемпионами» и «воинами полигонов».

Внутренняя система оценки батарей SAIC Group включает более 20 показателей, но они могут быть обобщены в основные аспекты, такие как стоимость, безопасность, производительность и долговечность.

Фокусировка SAIC Qingtao на собственной твердотельной батарее также будет вращаться вокруг содействия всестороннему развитию в восьми измерениях: стоимость ячейки, термическая стабильность, плотность энергии, согласованность, производительность зарядки, низкотемпературная производительность, срок службы цикла и срок службы календаря. Аккумуляторные продукты, эволюционирующие от жидких до полутвердых до полностью твердотельных, постепенно будут соответствовать различным идеальным показателям на рынке.

Д-р Чжан Сяофэй, председатель Advanced Lithium Battery, отмечает, что к текущей рыночной тенденции уделять приоритетное внимание стоимости при разработке аккумуляторных продуктов следует подходить с осторожностью. Необходимо избегать неэффективных инвестиций в низкопроизводительные емкости и вместо этого сосредоточиться на разработке аккумуляторных технологий следующего поколения, включая твердотельные батареи и технологии сухих электродов, чтобы переместить отрасль от прокатки к расширению.