Die Vorteile von Festkörperbatterien liegen auf der Hand

Wenn der Begriff in Lehrbüchern erklärt wird, ist einfach eine Festkörperbatterie eine Batterie, die eine Festelektrode und einen Festelektrolyten verwendet.

Als sich alle Sorgen um die Laufleistung neuer Energiefahrzeuge machten, sagten Batterieexperten aus Übersee kürzlich, dass Festkörperbatterien voraussichtlich innerhalb von fünf Jahren weit verbreitet sein werden.

Klein und leicht, schnelles Laden, lange Lebensdauer und Sicherheit sind zum Schmerzpunkt von Elektrofahrzeugen und sogar allen elektrischen Geräten geworden. Das Sprichwort, dass die Batterie bekommen hat, ist kein Loch im Wind. Heutzutage lenken viele Spieler ihre Aufmerksamkeit auf Festkörperbatterien.

Was ist das Schöne an dieser Batterie, wenn die gesamte Elektrofahrzeugindustrie auf die Zukunft der Festkörperbatterien setzt?

Erstens enthält die Festkörperbatterie kein Gas, keine Flüssigkeit, alle Materialien liegen in fester Form vor und die Stabilität und Sicherheit sind besser als bei Lithiumbatterien. Die solide Batterie selbst weist eine hohe Sicherheit, hohe Temperaturstabilität, erreichbare Flexibilität usw. auf. Multifunktionalität;

Zweitens ist die Energiedichte von Festkörperbatterien im Allgemeinen doppelt so hoch wie die von Lithiumbatterien, was die Reichweite reiner Elektrofahrzeuge direkt bestimmt. Wenn der derzeitige Engpass bei reinen Elektrofahrzeugen für Lithiumbatterien nur etwa 500 Kilometer beträgt, werden Festkörperbatterien verwendet. Die Angst vor der Batterielebensdauer des reinen Elektrofahrzeugs kann vollständig gelöst werden.

Drittens ist die Festkörperbatterie kleiner, leichter und dünner und kann die Form der Batterie je nach Bedarf anpassen. Infolgedessen kann das Batterielayout des reinen Elektrofahrzeugs flexibler sein und es wird nicht übermäßig in den Innenraum und das Gewicht des Fahrzeugs eingreifen. Dann gelöst;

Es versteht sich, dass Festkörperbatterien eine höhere Energiedichte und Sicherheit aufweisen, bei hohen Temperaturen keine Nebenreaktionen verursachen und kein komplexes Wärmemanagementsystem wie eine ternäre Lithiumbatterie entwickeln müssen, das Kosten spart und Gewicht reduziert. Ein einfacher Vergleich: Der 85-kWh-Akku von Tesla-Panasonic hat eine Masse von 900 kg, während der Festkörperbatteriestart SeeoInc die gleiche Kapazität von 323 kg hat.

Der Vorteil liegt auf der Hand, der Spieler ist verrückt genug

Honda

Laut Honda Motor erwägt das Unternehmen die Entwicklung einer neuen Generation von Festkörperbatterien mit hoher Energiedichte für Elektrofahrzeuge, um die Emissionsstandards zu erfüllen.

Honda-Sprecher Teruhiko Tatebe sagte: "Wir haben sehr früh an Festkörperbatterien geforscht, aber wir haben noch nicht mit anderen Autoherstellern zusammengearbeitet." Die japanische Nachrichtenagentur Kyodo berichtete, dass sowohl Honda als auch Nissan All-Solid-State-Batterie-Elektrofahrzeuge entwickeln. Nissan reagierte nicht sofort darauf.

Toyota

Der stellvertretende Direktor der Toyota Motor Corporation, Didier Leroy, sagte, dass bis 2025 eine neue Generation von Batterie-Festkörperbatterien eingeführt wird, die die Lebensdauer von Elektrofahrzeugen verlängern können.

DidierLeroy traf sich auf der Tokyo Motor Show mit Reportern, dass Festkörperbatterien das Potenzial haben, ihre Reichweite erheblich zu verbessern und zu Spielverändernern werden können. Er sagte, dass Toyota mehr als 200 Menschen in die Entwicklung investiert. Gleichzeitig betonte er auch, dass Toyotas Patente auf Festkörperbatterien die Nummer eins der Welt sind, gab jedoch nicht bekannt, wann die mit Festkörperbatterien ausgestatteten Elektrofahrzeuge zum Verkauf angeboten werden.

Es wird berichtet, dass Toyota im Dezember 2016 die Entwicklungsabteilung für Elektrofahrzeuge gegründet und im September dieses Jahres ein neues Unternehmen zur Entwicklung der Basistechnologie für Elektrofahrzeuge mit Denso und Mazda gegründet hat.

Toyota gab am 13. Dezember 2017 offiziell bekannt, dass es eine Kooperationsvereinbarung mit Matsushita Co., Ltd. treffen wird, um gemeinsam die Machbarkeit von Vierkantbatterien für Elektrofahrzeuge zu entwickeln und diese schließlich auf Toyotas Elektrofahrzeuge anzuwenden.

Tatsächlich hat Toyota bereits 2010 Festkörperbatterien mit einer Reichweite von mehr als 1.000 Kilometern eingeführt. Der von Toyota eingeführte Prototyp der Festkörperbatterie besteht hauptsächlich aus vier Schichten mit einer Blattstruktur von 10 x 10 cm. Die Zusammensetzung der positiven und negativen Elektroden und des Batteriekörpers besteht aus Lithiumcobaltat, Graphit und Sulfid, und die durchschnittliche Spannung beträgt 14,4 V.

BMW

Im Dezember 2017 gab BMW eine neue Partnerschaft mit dem Batterietechnologieunternehmen SolidPower bekannt, um die Festkörperbatterietechnologie für Elektrofahrzeuge zu entwickeln und zu vermarkten.

Es versteht sich, dass das feste Unternehmen eine Batterie aus anorganischen Materialien des Unternehmens hergestellt hat, die eine höhere Energiedichte als Lithium-Ionen-Batterien erreichen kann, was bedeutet, dass sie bei gleicher Größe und gleichem Volumen größer sein kann. Energie und längere Nutzungsdauer.

Öffentlichkeit

Im Dezember 2014 erwarb Volkswagen einen Anteil von 5% an QuantumScape, einem US-amerikanischen Startup-Technologieunternehmen, das sich der Entwicklung neuer Festkörperbatterietechnologien widmet.

Fisker Auto

Das Elektroauto-Startup Fisker gab 2016 bekannt, dass das erste Auto des Unternehmens mit Graphen-Hybrid-Superkondensator-Technologie ausgestattet sein wird. Der Plan wurde jedoch auf Eis gelegt und auf eine herkömmliche Lithiumbatterie umgestellt, um das Auto aufzuladen.

Die neuesten Nachrichten zeigen jedoch, dass Fisker derzeit ein Patent für eine neue Festkörperelektrode anmeldet, die einige unvorstellbare Spezifikationen aufweisen wird.

Berichten zufolge verwendet die Festkörperbatterie von Fisker eine dreidimensionale Elektrode, deren Energiedichte das 2,5-fache einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie beträgt. Laut Fiske können Elektrofahrzeuge mit dieser Technologie mehr als 500 Meilen erreichen, während das Aufladen nur eine Minute dauert, schneller als an der Tankstelle.

Hyundai Motor

Laut ausländischen Medienberichten entwickelt Hyundai unabhängig Festkörperbatterien für seine Elektrofahrzeuge. Hyundai hat Pilotproduktionsanlagen eingerichtet. Branchenkenner sagten gegenüber Reportern: "Modern forscht und entwickelt Festkörperbatterien über das Batterieforschungs- und -entwicklungsteam des Nanyang R & D Center (Namyang R & DCenter) und hat ein bestimmtes technisches Niveau erreicht."

Hyundai Motor beteiligt sich an verschiedenen Forschungs- und Entwicklungsprojekten für Festkörperbatterien und / oder finanziert diese finanziell, darunter das Korea Ceramics Technology Institute (KICET) und die chinesische Tsinghua-Universität, die Hanyang-Universität, Korea, unter der Leitung von John Goodinav. Universität von Texas in Austin.

Hitachi

Laut Takashi Tanisho, Präsident von Hitachi Johnson, hat Hitachi bereits Proben von Festkörperbatterien an potenzielle Kunden in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie gesendet. Darüber hinaus arbeitet Hitachi mit einem unbekannten japanischen Batteriehersteller zusammen, um einige Details zu verfeinern und die Festkörperbatterie bis 2020 auf den Markt zu bringen. Sie darf nicht unter der Marke Hitachi verkauft werden.

Dyson

Der britische Geräteriese Dyson kündigte an, dass er 2020 ein Elektroauto in Serie produzieren wird. Der Akku ist ein abnehmbarer Festkörperbatteriesatz, der im Motorraum eines herkömmlichen Kraftstofffahrzeugs installiert ist.

Es versteht sich, dass der von Dysons Batteriehersteller Sakti3 entwickelte Festkörperbatteriepack leichter und energieeffizienter als Lithium-Ionen-Batterien ist, wodurch das Gewicht des Batteriepacks und die Anforderungen des Steuerungssystems weiter reduziert werden. Der Akku wird in zwei Kapazitäten erhältlich sein, um Kurz- und Langstreckenbenutzer zu einem günstigeren Preis unterzubringen.

Bosch

Bosch hat Festkörperbatterien aktiv erforscht und hergestellt. Im Jahr 2016 erwarb Bosch ein amerikanisches Batterieunternehmen namens "Seeo". Bosch und Seeo errichteten zusammen mit Japans berühmter GSYUASA (Tangshhao) Battery Company und Mitsubishi Heavy Industries ein neues Werk, das sich auf Festkörperanoden-Lithium-Ionen-Batterien konzentriert.

Deutsches Festland

Laut Reuters erwägt der deutsche Autolieferant Festland derzeit, verstärkt in die Batterieproduktion zu investieren. CEO Elmar Degenhart sagte in einem Interview, dass das Festland möglicherweise mehr in die Produktion innovativer Batterien investieren wird und das Festland nicht in die derzeit verwendeten Lithium-Ionen-Batterien investieren wird, sondern dass eine neue Generation von Festkörperbatterietechnologie erwartet wird 2024 oder 2025 in Produktion gehen.

Borore, Frankreich

Als weltweit erstes Unternehmen, das Festkörperbatterien im Bereich Elektrofahrzeuge vermarktet, ist das Elektroauto "Bluecar" aus Borole, Frankreich, mit einer 30 kWh Metall-lithium-polymer-batterie (LMP) ausgestattet, die von seiner Tochtergesellschaft Batscap unter Verwendung von Li- PEO. -LFP-Materialsystem, 2.900 dieser Elektrofahrzeuge wurden in Betrieb genommen.

Derzeit repräsentieren Bologre in Frankreich, Sakti3 in den USA und Toyota in Japan die Entwicklungsrichtung typischer Technologien für drei Festelektrolyte aus Polymeren, Oxiden und Sulfiden.

Qingdao-Institut für Bioenergie und Prozess, Chinesische Akademie der Wissenschaften, angesichts des Engpassproblems einer übermäßigen Festkörper-Grenzflächenimpedanz bei der Entwicklung von Festkörperbatterien das Forschungsteam des Qingdao-Instituts für Bioenergie und Prozess der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Die Wissenschaften schlugen kreativ eine Lösung des „ in situ selbstbildenden Festelektrolyten “ vor , um die Grenzflächenimpedanz effektiv zu reduzieren und die Gesamtleistung der Batterie zu verbessern. Derzeit hat das Qingdao Energy Institute der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine ternäre 6-Zoll-Festkörper-Lithiumbatterie mit großer Kapazität entwickelt, die die Vorteile einer hohen Energiedichte, einer langen Lebensdauer und einer guten Sicherheitsleistung bietet.

Am 15. Januar 2017 ging die vom Institut entwickelte Festkörper-Lithiumbatterie mit den Tiefseetauchern des Tiefsee-Instituts der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zur See und machte sich auf den Weg zur Tiefsee-Demonstration im Marianengraben. Dies ist die erste unabhängige Forschung und Entwicklung in China. Hohe Energiedichte, hohe Leistung aller Festkörper-Lithiumbatterien.

Ningde-Ära

Sulfid-Festelektrolyt ist eine wichtige Forschungs- und Entwicklungsrichtung in der Ningde-Ära. Dr. Liang Chengdu von der Ningde Times New Energy Technology Co., Ltd. erklärte, dass die Ningde-Ära die gesamte Ionenleitfähigkeit des Batteriesystems durch Heißpressen zur Verbesserung des Grenzflächenkontakts und das Sulfidmaterial zur Verbesserung seiner Stabilität verbesserte. Des Weiteren.

Der Fertigungsaspekt ist jedoch eine große Herausforderung. Der Produktionsprozess und der Prozess unterscheiden sich grundlegend von der herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie. Die Ningde-Ära hat eine Reihe von Materialforschungen und Prozessentwicklungen durchgeführt und war aktiv an der Industrialisierung von Festkörperbatterien beteiligt. Das Büro aus Stoff.

Jia Wei

Am 15. November 2016 veröffentlichte Jia wei Co., Ltd. in Shanghai die weltweit erste Festkörper-Lithiumbatterie und schnell geladene Lithiumbatterie. Gleichzeitig soll die Kombination aus Festkörper-Lithiumbatterie und schnell aufladbarer Lithiumbatterie vollständig beschleunigt werden, was ein höheres Maß an Sicherheit bietet. Kombinieren Sie mit super Leistung.

Kürzlich hat Wei Wei die Frage eines Anlegers auf der interaktiven Plattform der Shenzhen Stock Exchange geteilt. „ Die Lithiumbatteriefabrik ist in die Phase der Installation und Inbetriebnahme der Geräte eingetreten. Es wird voraussichtlich Mitte und Ende Dezember offiziell in Produktion gehen. Der in Massenproduktion herzustellende Akku wird hauptsächlich schnell aufgeladen. Festkörperbatterie.

Darüber hinaus das Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, das Institut für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, das Dalian Institute of Chemicals und andere Forschungszentren sowie Jianrui Woneng, Hanrui Cobalt, Ganfeng Lithium, Guoxuan Hi. Tech, Dangsheng Technology, Tianjin lishen und andere börsennotierte Unternehmen sind ebenfalls in. Vor kurzem sollen Forschungen zu Festkörperbatterien im Gange sein.

Natürlich sind Festkörperbatterien nicht perfekt, und es gibt immer noch zwei technische Schwierigkeiten bei der gegenwärtigen Verwendung in großem Maßstab.

Erstens führt die insgesamt geringe Leitfähigkeit des Festelektrolyten zu seiner geringen Gesamtleistung, seinem großen Innenwiderstand und seiner langsamen Ladegeschwindigkeit.

Zweitens sind die Kosten für Festkörperbatterien zu diesem Zeitpunkt immer noch hoch und die Produktionsgeschwindigkeit ist langsam. In den letzten Jahren war die Kapazität von Festkörperbatterien begrenzt, und mehr können nur in kleinen elektronischen Produkten verwendet werden.

Die gute Nachricht ist jedoch, dass John Goodenough, einer der Erfinder von Lithiumbatterien, und sein Forschungsteam an der University of Texas der Cokerel School of Engineering in Austin im März 2017 eine neue Studie veröffentlicht haben. Die Forschungsergebnisse werden als neuer "Durchbruch" auf dem Gebiet der Festkörperbatterien beschrieben.

Für seine neueste Entdeckung sagte John Goodenough: "Kosten, Sicherheitsleistung, Energiedichte, Lade-Entlade-Verhältnis und Batterielebensdauer sind alles Faktoren, die bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen von Bedeutung sind. Wir glauben, dass unsere Ergebnisse die aktuelle Batterie lösen können Feld. Es gibt viele inhärente Probleme. "

Von der Ära der Blei-Säure-Batterien über die Ära der Nickel-Metallhydrid-Batterien bis hin zur heutigen Ära der Lithiumbatterien konzentrierte sich die Erforschung neuer Energiefahrzeuge auf die Entwicklung von Batterien. Die Politik hat die Elektrofahrzeugindustrie überbetont, aber die Batterie unbestreitbar stimuliert. Technische Innovation.

Der technologische Fortschritt ist immer gut.

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