By hoppt
Batterie à u statu solidu: a strada di batterie di a prossima generazione
U 14 di maghju, secondu "The Korea Times" è altri rapporti di i media, Samsung pensa à cooperà cù Hyundai per sviluppà veiculi elettrici è furnisce batterie di energia è altre parti di vittura cunnesse per i veiculi elettrici Hyundai. I media predice chì Samsung è Hyundai firmaranu prestu un memorandum d'intesa non vincolante nantu à u supply di batterie. Hè infurmatu chì Samsung hà introduttu a so ultima batteria di stati solidi à Hyundai.
Sicondu Samsung, quandu a so bateria prototipu hè cumplettamente carica, pò permette à una vittura elettrica di guidà più di 800 chilometri à u mumentu, cù una vita di u ciclu di a bateria di più di 1,000 volte. U so vulume hè 50% più chjucu cà una bateria di lithium-ion di a stessa capacità. Per quessa, e batterie di u solidu sò cunsiderate cum'è e batterie di putenza più adattate per i veiculi elettrici in i prossimi deci anni.
A principiu di marzu di u 2020, l'Istitutu Samsung per Studi Avanzati (SAIT) è u Centru di Ricerca Samsung di u Giappone (SRJ) anu publicatu "Batterie di lithium metal all-state solid-state, high-energy, long-cycling, attivate da l'argentu" in a rivista "Nature Energy". -Anodi cumposti di carbone" hà introduttu u so ultimu sviluppu in u campu di e batterie à u statu solidu.
Sta bateria usa un elettrolitu solidu, chì ùn hè micca inflammable à alte temperature è pò ancu inibisce a crescita di dendrites di lithium per evità i circuiti di puntura. Inoltre, usa una strata composita d'argentu-carbonu (Ag-C) cum'è l'anodu, chì pò aumentà a densità di l'energia à 900Wh / L, hà una longa vita di ciclu di più di 1000 cicli, è una efficienza coulombica assai alta (carica. è efficienza di scaricamentu) di 99.8%. Pò guidà a bateria dopu un pagamentu unicu. A vittura hà viaghjatu 800 chilometri.
In ogni casu, u SAIT è SRJ chì anu publicatu u documentu sò istituzioni di ricerca scientifica piuttostu cà Samsung SDI, chì si cuncentra nantu à a tecnulugia. L'articulu clarifica solu u principiu, a struttura è u rendiment di a nova batteria. Hè ghjudicatu preliminarmente chì a bateria hè sempre in u stadiu di u laboratoriu è serà difficiule di pruduce in massa in pocu tempu.
A diffarenza trà e batterie di u statu solidu è e batterie tradiziunali di lithium-ion liquidu hè chì l'elettroliti solidi sò usati invece di l'elettroliti è i separatori. Ùn hè necessariu d'utilizà anodi di grafite intercalati di lithium. Invece, u lithium metallicu hè usatu cum'è l'anodu, chì reduce u nùmeru di materiali anodi. Batterie di putenza cù una densità di energia di u corpu più altu (> 350Wh / kg) è una vita più longa (> 5000 cicli), è ancu funzioni speciali (cum'è flessibilità) è altre esigenze.
E batterie di u novu sistema includenu batterie di stati solidi, batterie di flussu di lithium è batterie di metallo-aria. I trè batterie di u solidu sò i so vantaghji. L'elettroliti di polimeri sò elettroliti organici, è l'ossidi è sulfuri sò elettroliti ceramichi inorganici.
Fighjendu à e cumpagnie glubale di batterie di stati solidi, ci sò start-ups, è ci sò ancu pruduttori internaziunali. L'imprese sò solu in u sistema elettrolitu cù diverse credenze, è ùn ci hè micca una tendenza di u flussu di tecnulugia o integrazione. Attualmente, certi rotte tecniche sò vicinu à e cundizioni di l'industrializazione, è a strada per l'automatizazione di e batterie di u solidu hè stata in prugressu.
L'imprese europee è americane preferanu sistemi di polimeru è ossidu. A cumpagnia francese Bolloré hà pigliatu u primu postu in a cummercializazione di batterie di stati solidi basati in polimeri. In dicembre di u 2011, i so veiculi elettrichi alimentati da batterie di polimeru solidu 30kwh + condensatori elettrici di doppia strata sò entrati in u mercatu di l'auto spartutu, chì era a prima volta in u mondu. Batterie à u statu solidu cummerciale per EVs.
Sakti3, un fabricatore di batterie d'ossidu di u solidu di filmu sottile, hè statu acquistatu da u giant britannicu di l'apparecchi domestici Dyson in 2015. Hè sottumessu à u costu di a preparazione di film sottile è a difficultà di a pruduzzione à grande scala, è ùn ci hè statu micca massa. pruduttu di pruduzzioni per un longu tempu.
U pianu di Maxwell per e batterie di u statu solidu hè di entre in u mercatu di i picculi batterie, prima di pruduce in massa in u 2020, è l'utilizanu in u campu di l'almacenamiento d'energia in u 2022. Per una rapida applicazione cummerciale, Maxwell pò prima cunsiderà pruvà semi- batterie solide à cortu termine. Tuttavia, e batterie semi-solidi sò più caru è sò principalmente utilizati in campi di dumanda particulare, rendendu l'applicazioni à grande scala difficili.
I prudutti d'ossidu senza film sottile anu un rendimentu generale eccellente è sò attualmente populari in u sviluppu. Tutti dui Taiwan Huineng è Jiangsu Qingdao sò attori cunnisciuti nantu à sta pista.
Cumpagnia giapponese è coreana sò più impegnati à risolve i prublemi di industrializazione di u sistema sulfuru. E cumpagnie rapprisentanti cum'è Toyota è Samsung anu acceleratu a so implementazione. Batterie di sulfuru sulfuru (batterie di lithium-sulphur) anu un putenziale di sviluppu colossale per via di a so alta densità d'energia è di u prezzu bassu. À mezu à elli, a tecnulugia di Toyota hè u più avanzatu. Hè liberatu batterie Demo ampere-livellu è performance electrochemical. À u listessu tempu, anu ancu utilizatu LGPS cù una conductività di a temperatura di l'ambienti più altu cum'è l'elettrolitu per preparà una batteria più grande.
U Giappone hà lanciatu un prugramma naziunale di ricerca è sviluppu. L'allianza più promettente hè Toyota è Panasonic (Toyota hà quasi ingegneri 300 implicati in u sviluppu di batterie à stati solidi). Hà dettu chì hà da cummercializà e batterie à u statu solidu in cinque anni.
U pianu di cummercializazione di e batterie à u statu solidu sviluppatu da Toyota è NEDO principia cù u sviluppu di batterie à u statu solidu (batterie di prima generazione) utilizendu materiali LIB ottimi è dannosi esistenti. Dopu à quessa, ci hà da aduprà novi materiali pusitivi è negativu à cresce a densità di energia (batterie-prossima generazione). Toyota hè attesa di pruducia prototipi di veiculi elettrichi solidu-state in 2022, è Ci hà da aduprà batterie-statu solidu in certi mudelli in 2025. In 2030, a densità di energia pò ghjunghje sin'à 500Wh / kg à ghjunghje sin'à appiicazioni di pruduzzioni di massa.
Da a perspettiva di i brevetti, trà i primi 20 candidati di patenti per e batterie di lithium solid-state, l'imprese giapponesi cuntavanu 11. Toyota hà dumandatu u più, righjunghjendu 1,709, 2.2 volte quellu di a seconda Panasonic. I primi 10 cumpagnie sò tutti giapponesi è sudcoreani, cumprese 8 in Giappone è 2 in Corea di u Sud.
Da a perspettiva di u schema di brevettu globale di i patentati, u Giappone, i Stati Uniti, a Cina, a Corea di u Sud è l'Europa sò i paesi o regioni chjave. In più di l'applicazioni lucali, Toyota hà u numeru più significativu di applicazioni in i Stati Uniti è in Cina, cuntendu rispettivamente 14.7% è 12.9% di l'applicazioni di brevetti totali.
L'industrializazione di e batterie di u statu solidu in u mo paese hè ancu sottumessu à l'esplorazione constante. Sicondu u pianu di a strada tecnica di a Cina, in u 2020, hà da rializà gradualmente l'elettroliti solidi, a sintesi di materiale di catodu d'alta energia specifica, è a tecnulugia di custruzzione in lega di litiu di struttura tridimensionale. Ricunnoscerà 300Wh / kg di fabricazione di mostra di una sola batteria di piccula capacità. In u 2025, a tecnulugia di cuntrollu di l'interfaccia di a batteria di u statu solidu realizà 400Wh / kg di mostra di una sola batteria di grande capacità è tecnulugia di gruppu. Hè previstu chì e batterie di u statu solidu è e batterie di lithium-sulphur ponu esse prudutte in massa è prumuvute in 2030.
E batterie di a prossima generazione in u prughjettu di raccolta di fondi IPO di CATL includenu batterie di stati solidi. Sicondu i rapporti di NE Times, CATL aspetta di ottene a produzzione di massa di batterie à u statu solidu da almenu 2025.
In tuttu, a tecnulugia di u sistema di polimeru hè a più matura, è hè natu u primu pruduttu di livellu EV. A so natura cuncettuale è avanti hà attivatu l'accelerazione di l'investimentu in a ricerca è u sviluppu da i latecomers, ma u limitu superiore di u rendiment restringe a crescita, è cumpunendu cù elettroliti solidi inorganici serà una suluzione pussibule in u futuru; ossidazione; In u sistema di materiale, u sviluppu di i tipi di film sottili hè focu annantu à l'espansione di a capacità è a pruduzzione à grande scala, è u rendiment generale di i tipi non-film hè megliu, chì hè u focu di a ricerca è u sviluppu attuale; sistema di sulfide hè u sistema di batterie di u solidu più promettente in u campu di i veiculi elettrici, Ma in una situazione polarizzata cù una stanza massiccia per a crescita è a tecnulugia immatura, risolve i prublemi di sicurezza è i prublemi di l'interfaccia hè u focu di u futuru.
I sfidi affrontati da e batterie à u statu solidu includenu principalmente:
Lithium-sulphur batteries, lithium-air, è altri sistemi bisognu di rimpiazzà tuttu u quadru struttura batterie, è ci sò più è più prublemi significativu. L'elettrodi pusitivi è negativi di e batterie di u statu solidu ponu cuntinuà à aduprà u sistema attuale, è a difficultà di realizazione hè relativamente chjuca. Cum'è a tecnulugia di batterie di a prossima generazione, e batterie di u solidu sò più sicura è densità di energia è diventeranu l'unicu modu in l'era post-lithium.
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