Karong bag-o, ang report sa CCTV nga “nag-charge sa usa ka oras ug nagpila sa upat ka oras” nakapukaw sa init nga mga diskusyon.Ang kinabuhi sa baterya ug mga isyu sa pag-charge sa bag-ong mga sakyanan sa enerhiya nahimo na usab nga init nga isyu alang sa tanan.Sa pagkakaron, kon itandi sa tradisyonal nga liquid lithium batteries, solid-state lithium batteriesnga adunay mas taas nga kaluwasan, mas dako nga densidad sa enerhiya, mas taas nga kinabuhi sa baterya, ug mas lapad nga mga natad sa aplikasyonkaylap nga giisip sa mga insiders sa industriya ingon nga umaabot nga direksyon sa pag-uswag sa mga baterya sa lithium.Ang mga kompanya usab nakigkompetensya alang sa layout.
Bisan kung ang solid-state nga lithium nga baterya dili mahimong komersyal sa hamubo nga termino, ang proseso sa panukiduki ug pag-uswag sa teknolohiya sa solid-state nga lithium nga baterya sa mga dagkong kompanya nga labi ka paspas ug paspas, ug ang panginahanglan sa merkado mahimo’g makapauswag sa mass production sa solid- estado sa lithium nga baterya sa unahan sa iskedyul.Pag-analisar sa kini nga artikulo ang pag-uswag sa merkado sa baterya sa solid-state nga lithium ug ang proseso sa pag-andam sa mga baterya sa solid-state nga lithium, ug dad-on ka sa pagsuhid sa mga oportunidad sa merkado sa automation nga naglungtad.
Ang solid-state lithium batteries adunay mas maayo nga energy density ug thermal stability kay sa liquid lithium batteries
Sa bag-ohay nga mga tuig, ang padayon nga kabag-ohan sa downstream nga natad sa aplikasyon nagbutang sa unahan nga mas taas ug mas taas nga mga kinahanglanon alang sa industriya sa baterya sa lithium, ug ang teknolohiya sa baterya sa lithium padayon usab nga gipauswag, nga nagpadulong sa mas taas nga piho nga enerhiya ug kaluwasan.Gikan sa panan-aw sa dalan sa pag-uswag sa teknolohiya sa baterya sa lithium, ang densidad sa enerhiya nga makab-ot sa mga likido nga baterya sa lithium anam-anam nga nagkaduol sa limitasyon niini, ug ang mga baterya sa solid-state nga lithium mao ang bugtong paagi alang sa pag-uswag sa mga baterya sa lithium.
Sumala sa "Technical Roadmap alang sa Energy Saving ug New Energy Vehicles", ang target sa densidad sa enerhiya sa mga baterya sa kuryente mao ang 400Wh/kg sa 2025 ug 500Wh/kg sa 2030.Aron makab-ot ang tumong sa 2030, ang kasamtangan nga liquid lithium battery nga teknolohiya nga ruta mahimong dili makahimo sa pag-abaga sa responsibilidad.Lisud nga bungkagon ang densidad sa enerhiya nga kisame nga 350Wh/kg, apan ang kusog nga densidad sa solid-state lithium batteries daling molapas sa 350Wh/kg.
Tungod sa panginahanglan sa merkado, ang nasud naghatag usab ug dakong importansya sa pagpalambo sa solid-state lithium batteries.Sa "Bag-ong Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)" (Draft for Comment) nga gipagawas kaniadtong Disyembre 2019, gisugyot nga palig-onon ang panukiduki ug pag-uswag ug industriyalisasyon sa solid-state lithium batteries, ug pagpataas sa solid-state lithium batteries. ngadto sa nasyonal nga lebel, sama sa gipakita sa Talaan 1.
Table 1 Comparative analysis sa mga liquid nga baterya ug solid-state nga mga baterya
Dili lamang alang sa bag-ong mga salakyanan sa enerhiya, ang industriya sa pagtipig sa enerhiya adunay lapad nga wanang sa aplikasyon
Naimpluwensyahan sa pag-promote sa nasudnong mga palisiya, ang paspas nga pag-uswag sa bag-ong industriya sa salakyanan sa enerhiya maghatag usa ka halapad nga wanang sa pag-uswag alang sa solid-state lithium batteries.Dugang pa, ang all-solid-state lithium batteries giila usab isip usa sa mga nag-uswag nga direksyon sa teknolohiya nga gilauman nga makalusot sa bottleneck sa electrochemical energy storage technology ug makatubag sa umaabot nga mga panginahanglanon sa kalamboan.Sa mga termino sa pagtipig sa enerhiya sa electrochemical, ang mga baterya sa lithium sa pagkakaron nag-asoy sa 80% sa pagtipig sa enerhiya sa electrochemical.Ang cumulative instalar nga kapasidad sa electrochemical energy storage sa 2020 mao ang 3269.2MV, usa ka pagtaas sa 91% sa 2019. Inubanan sa mga giya sa nasud alang sa pagpalambo sa enerhiya, ang panginahanglan alang sa electrochemical energy storage sa user-side, renewable energy grid-connected nga mga pasilidad ug ang uban nga mga umahan gilauman nga magdala sa paspas nga pagtubo, ingon sa gipakita sa Figure 1.
Pagbaligya ug pagtubo sa bag-ong mga salakyanan sa enerhiya gikan sa Enero hangtod Setyembre 2021 Kumulatibo nga na-install nga kapasidad ug rate sa pagtubo sa mga proyekto sa pagtipig sa enerhiya sa kemikal sa China gikan sa 2014 hangtod 2020
Figure 1 Pagbaligya ug pagtubo sa bag-ong mga sakyanan sa enerhiya;cumulative nga na-install nga kapasidad ug rate sa pagtubo sa mga proyekto sa pagtipig sa enerhiya sa kemikal sa China
Gipadali sa mga negosyo ang proseso sa panukiduki ug pag-uswag, ug ang China sa kasagaran mas gusto ang mga sistema sa oxide
Sa bag-ohay nga mga tuig, ang kapital nga merkado, mga kompanya sa baterya ug mga dagkong kompanya sa awto nagsugod tanan sa pagdugang sa layout sa panukiduki sa mga solid-state nga lithium nga baterya, nga naglaum nga dominahan ang kompetisyon sa sunod nga henerasyon nga teknolohiya sa baterya sa kuryente.Bisan pa, sumala sa karon nga pag-uswag, magkinahanglan 5-10 ka tuig alang sa tanan nga solid-estado nga mga baterya sa lithium nga mahimong hamtong sa siyensya ug teknolohiya sa paggama sa wala pa ang paghimo sa masa.Ang internasyonal nga mainstream nga mga kompanya sa sakyanan sama sa Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai, ug uban pa nagdugang sa ilang R&D nga pagpamuhunan sa solid-state lithium battery nga teknolohiya;sa mga termino sa mga kompanya sa baterya, ang CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD, ug uban pa nagpadayon usab sa pag-uswag.
Ang all-solid-state lithium batteries mahimong bahinon sa tulo ka kategorya sumala sa electrolyte materials: polymer solid-state lithium batteries, sulfide solid-state lithium batteries, ug oxide solid-state lithium batteries.Ang polymer solid-state lithium nga baterya adunay maayo nga performance sa kaluwasan, ang sulfide solid-state nga lithium nga baterya dali nga maproseso, ug ang oxide solid-state lithium nga baterya adunay pinakataas nga conductivity.Sa pagkakaron, ang mga kompanya sa Europe ug Amerikano mas gusto ang mga sistema sa oxide ug polymer;Ang mga kompanya sa Hapon ug Korea nga gipangulohan sa Toyota ug Samsung mas ganahan sa mga sistema sa sulfide;Ang China adunay mga tigdukiduki sa tanan nga tulo ka mga sistema, ug kasagaran mas gusto ang mga sistema sa oxide, ingon sa gipakita sa Figure 2.
Figure 2 Ang layout sa produksiyon sa solid-state lithium batteries sa mga kompanya sa baterya ug dagkong kompanya sa awto
Gikan sa panan-aw sa pag-uswag sa panukiduki ug pag-uswag, ang Toyota giila nga usa sa labing kusgan nga magdudula sa natad sa solid-state lithium batteries sa langyaw nga mga nasud.Una nga gisugyot sa Toyota ang angay nga mga kalamboan kaniadtong 2008 sa dihang nakigtambayayong kini sa Ilika, usa ka solid-state nga lithium battery start-up.Kaniadtong Hunyo 2020, ang mga de-koryenteng salakyanan sa Toyota nga adunay tanan nga solidong estado nga mga baterya sa lithium nagpahigayon na mga pagsulay sa pagmaneho sa ruta sa pagsulay.Niabot na kini sa yugto sa pagkuha sa datos sa pagmaneho sa sakyanan.Niadtong Septembre 2021, gipahibalo sa Toyota nga mamuhunan kini og $13.5 bilyon sa 2030 aron mapalambo ang sunod nga henerasyon nga mga baterya ug mga kadena sa suplay sa baterya, lakip ang mga solid-state lithium batteries.Sa domestic, ang Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy, ug Ganfeng Lithium Industry nagtukod ug gagmay nga mga linya sa produksiyon sa piloto alang sa mga semi-solid nga baterya sa lithium kaniadtong 2019.Niadtong Septembre 2021, ang Jiangsu Qingtao 368Wh/kg solid-state lithium battery mipasar sa nasudnong lig-on nga inspeksyon nga sertipikasyon, sama sa gipakita sa Table 2.
Talaan 2 Solid-state nga mga plano sa produksyon sa baterya sa dagkong mga negosyo
Pag-analisar sa proseso sa solid-state nga lithium nga mga baterya nga nakabase sa oxide, ang proseso sa mainit nga pagpindot usa ka bag-ong link
Ang lisud nga teknolohiya sa pagproseso ug taas nga gasto sa produksiyon kanunay nga nagpugong sa pag-uswag sa industriya sa solid-state nga mga baterya sa lithium.Ang mga pagbag-o sa proseso sa solid-state nga mga baterya sa lithium nag-una nga gipakita sa proseso sa pag-andam sa selyula, ug ang ilang mga electrodes ug electrolyte adunay mas taas nga mga kinahanglanon alang sa palibot sa paggama, ingon sa gipakita sa Talaan 3.
Talaan 3 Pag-analisar sa proseso sa solid-state nga lithium nga mga baterya nga nakabase sa oxide
1. Pagpaila sa tipikal nga kagamitan - lamination hot press
Pagpaila sa pagpaandar sa modelo: Ang lamination hot press kay kasagarang gigamit sa synthesis process section sa all-solid lithium battery cells.Kung itandi sa tradisyonal nga baterya sa lithium, ang proseso sa mainit nga pagpindot usa ka bag-ong link, ug nawala ang link sa pag-injection sa likido.mas taas nga mga kinahanglanon.
Awtomatikong configuration sa produkto:
• Ang matag estasyon kinahanglan nga mogamit sa 3 ~ 4 axis servo motors, nga gigamit alang sa lamination lamination ug gluing matag usa;
• Gamita ang HMI aron ipakita ang temperatura sa pagpainit, ang sistema sa pagpainit nagkinahanglan og PID control system, nga nagkinahanglan og mas taas nga sensor sa temperatura ug nagkinahanglan og mas dako nga kantidad;
• Ang controller PLC adunay mas taas nga mga kinahanglanon sa control accuracy ug mas mubo nga cycle period.Sa umaabot, kini nga modelo kinahanglan nga maugmad aron makab-ot ang ultra-high-speed hot-pressing lamination.
Ang mga tiggama sa kagamitan naglakip sa: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd., ug Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Pagpaila sa tipikal nga ekipo - casting machine
Pagpaila sa pagpaandar sa modelo: Ang sinagol nga powder slurry gihatag ngadto sa casting head pinaagi sa automatic feeding system device, ug dayon gipadapat pinaagi sa scraper, roller, micro-concave ug uban pang mga pamaagi sa coating sumala sa mga kinahanglanon sa proseso, ug dayon gipauga sa drying tunnel.Ang base tape kauban ang berde nga lawas mahimong magamit alang sa pag-rewinding.Human sa pa-uga, ang berde nga lawas mahimong panit ug trimmed, ug unya putlon ngadto sa gilapdon nga gitino sa user sa pagbutang sa usa ka pelikula nga materyal nga blangko uban sa piho nga kalig-on ug pagka-flexible.
Awtomatikong configuration sa produkto:
• Ang Servo kay gigamit sa pag-rewinding ug unwinding, pagtul-id sa pagtipas, ug tension controller gikinahanglan sa pag-adjust sa tension sa rewinding ug unwinding nga dapit;
• Gamita ang HMI aron ipakita ang temperatura sa pagpainit, ang sistema sa pagpainit nagkinahanglan sa PID control system;
• Ang dagan sa bentilasyon sa fan kinahanglan nga i-regulate sa usa ka frequency converter.
Ang mga tiggama sa kagamitan naglakip sa: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-tech Co., Ltd. – Xinbaohua Equipment Branch.
3. Pagpaila sa tipikal nga kagamitan - galingan sa balas
Pagpaila sa function sa modelo: Gi-optimize kini alang sa paggamit sa gagmay nga mga beads sa paggaling, gikan sa flexible dispersion hangtod sa ultra-high energy grinding para sa episyente nga trabaho.
Awtomatikong configuration sa produkto:
• Ang mga galingan sa balas adunay medyo ubos nga mga kinahanglanon alang sa pagkontrol sa paglihok, kasagaran dili mogamit sa mga servos, apan naggamit sa ordinaryo nga ubos nga boltahe nga mga motor alang sa proseso sa produksyon sa sanding;
• Gamita ang frequency converter aron ma-adjust ang spindle speed, nga makakontrol sa paggaling sa mga materyales sa lain-laing linear speeds aron matubag ang nagkalainlaing grinding fineness nga mga kinahanglanon sa lain-laing mga materyales.
Ang mga tiggama sa kagamitan naglakip sa: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd., ug Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Panahon sa pag-post: Mayo-18-2022