Was ist der Weg der Festkörperbatterietechnologie?

Das Streben nach kohlenstofffreien Lastkraftwagen in den fortgeschrittenen Ländern der Welt wird immer heißer, und die Nachfrage nach neuen Spezifikationen für Energiefahrzeuge wird immer deutlicher. Die schleppende Entwicklung der Lithiumbatterietechnologie hat jedoch heute die Reichweite und Sicherheit eingeschränkt und die Aufrüstung neuer Energiefahrzeuge verlangsamt. Das schockierende Batteriefeuer des neuen Energiefahrzeugs hat erneut zu Bränden von BMWs, Toyota und anderen internationalen Autoherstellern geführt. Unabhängig von Investitionen, Joint Ventures oder Joint Development ist dies nur der nächste Schritt der "Festkörperbatterie" der strategischen Bündelung der Batterietechnologie.

Die Branchenführer haben zwar seit etwa 20 Jahren in Festkörperbatterien investiert, befinden sich jedoch immer noch in einem unklaren Zustand. Die Batteriefabriken haben unterschiedliche Elektrolytsysteme und es gibt keinen technischen Fluss oder Integration. Einige von ihnen haben Erfolg. Produktion, einige verschieben weiterhin die Entwicklung des Straßenspektrums, werfen Hunderte Millionen Dollar und verlassen dann die Szene noch vertrauter, himmlischer und höllischer Abfall wird durch den Unterschied in der wesentlichen Route zwischen den verschiedenen Elektrolytsystemen verursacht, In Bezug auf Stabilität, Elektrizität haben sexuelle Leistung und Massenproduktion angeborene Vor- und Nachteile, die mit moderner Wissenschaft und Technologie irreversibel sind. Wir unterteilen Elektrolyte nach Verfahren und chemischem System in sechs Kategorien: Oxide, Sulfide, Cyanide, Halogenide, Filme, Polymere usw. Die vier wichtigsten technischen Wege veranschaulichen den aktuellen Stand ihrer Entwicklung:

Festes Polymer

Dank der Reife der Entwicklung von Flüssigpolymeren war die Massenproduktionskapazität von Festpolymerbatterien nicht weit von Flüssigpolymeren entfernt, aber es gibt eine schlechte Stabilität, die zu einer schlechten elektrischen Zuverlässigkeit führt, verbunden mit einer Ionenleitfähigkeit bei Raumtemperatur. Eine schlechte Batterieleistung wird daher stark beeinträchtigt, was sogar zu einer Situation führt, in der es schwierig ist, unter 10-4 S / cm zu arbeiten.

Früher verwendete die französische Bolloré-Gruppe die BatScap-Batterie, um das Auto im Stadtnetz zu starten, aber sie muss die Batterie des Elektroautos weiterhin auf über 60 ° C erwärmen, um die Leitfähigkeit innerhalb der Batterie aufrechtzuerhalten. Auch der deutsche Komponentenriese Bosch Group musste Anfang 2018 seine Beteiligung an Seeo aufgeben; Der jüngste hochkarätige Polymerelektrolythersteller Ionic Materials hat Investitionen von Samsung SDI, Dyson, Wanxiang und anderen Gruppen erhalten. Vielleicht waren in den letzten Jahren Proben verfügbar.

Oxidfilm

Dünnschichtbatterien bis zu Mikrometern, die einst als die beste Lösung für den medizinischen und tragbaren Markt galten, aber dem Herstellungsprozess von Halbleitersputtern ähnlich sind, Gerätekosten, hohe Umweltanforderungen, geringe Ausbeute, so dass die Massenproduktion nicht einfach ist und die Kosten hoch sind sehr hoch.

Das US-amerikanische IPS stellte 2008 eine Festkörper-Dünnschichtbatterie her und wurde 2014 von Apple übernommen. Bisher wurden keine Produkte veröffentlicht. Darüber hinaus investierte die Dyson Dyson Group in Sakti3, die 2015 und 2017 die heißesten Nachrichten auf dem Markt für Festkörperbatterien waren. Sie kündigte jedoch die Aufgabe aller Sakti3-Patente an und investierte in Anlagen für feste Polymere, um schnell auf den Markt zu kommen . Unter diesem Gesichtspunkt bleibt die Kommerzialisierung der Massenproduktion von Dünnschichtbatterien abzuwarten.

Sulfid

Obwohl die Leitfähigkeit gut ist, ist die Stabilität nicht die beste, die kürzeste Platte, die Stabilität der Oxidation und Reduktion ist ebenfalls gering, die Prozesstechnologie ist kompliziert und weit entfernt vom Lithiumbatterieprozess. Daher weist das Sulfidsystem extrem hohe Ressourcen auf.

Toyota, Samsung SDI und CATL haben in die Entwicklung dieses Systems investiert. Toyota erwartet, dass seine entwickelte Festkörpersulfidbatterie 2022 kommerziell eingesetzt wird. Der südkoreanische Batteriehersteller SDI wandte sich Anfang dieses Jahres zu, nachdem er mehr als ein Jahrzehnt auf dem Weg der Sulfidtechnologie verbracht hatte. Der Weg des festen Polymers, die Sulfidstraße ist unvernünftig, kann nur durch die Zeit bewiesen werden.

Oxid

Oxid hat die höchste Stabilität und kann in relativ kostengünstigen Prozessanlagen und Fabrikanlagen unter normalen atmosphärischen Bedingungen hergestellt werden.

Sony, Ohara und Huineng Technology sind die Vertreter dieser technischen Route. Unter ihnen hat Huineng Technology die Führung bei der Überwindung der Oxide übernommen. Es ist das erste, das die Oxide überwindet. Seine Leitfähigkeit ist schlecht, der oxidierte Metallstapel ist spröde und die Biegung bricht. Solche Probleme haben die Kommerzialisierung von "12-Minuten-Schnellladung" und "dynamisch biegbaren" Festkörperbatterien erfolgreich erreicht und wurden auf HTC, Soft Bank und andere Markenprodukte angewendet. Derzeit wurde Festkörperstrom bei mehreren Automobilherstellern in China, Europa und Japan eingesetzt.

Abschließend

Gegenwärtig ist die Beherrschung von Festkörperbatterien nicht hoch und die Bereitschaft, sie zu teilen, geringer. Daher ist die Wahl des technischen Weges der Batteriefabrik wie ein Abenteuer, das nicht zurückgedreht werden kann. Jede Straße hat vor dem Abflug unterschiedliche Hindernisse zu überwinden. Wir kennen nur die Vor- und Nachteile der Theorie, aber nachdem wir sie vollständig gesehen haben, wird es eine Sackgasse, eine lebende Straße oder eine lange und holprige lange Straße sein, niemand weiß es. Wir können nur aus dem Trend der Industrie spekulieren, dass das derzeit schnellste Oxidsystem, gefolgt von festem Polymer, in den letzten Jahren herauskommen könnte. Es wird mindestens fünf Jahre dauern, bis Sulfid- und Dünnschichtbatterien kommerziell nutzbar werden, und das Oxidsystem wird jetzt von Huineng in Massenproduktion hergestellt.

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