Was ist Japans Besessenheit mit rein festen Lithium-Ionen-Batterien?

Einige Unternehmen und akademische Einrichtungen in Japan werden in den nächsten fünf Jahren gemeinsam die nächste Generation von Voll-lithium-batterien für Elektrofahrzeuge entwickeln, um sie auf die neue Energieautobranche anzuwenden. Das Projekt wird voraussichtlich eine Gesamtinvestition von 10 Milliarden Yen haben. Toyota, Panasonic und andere 23 Automobil-, Batterie- und Materialunternehmen sowie 15 akademische Einrichtungen wie die Universität Kyoto und das japanische Institut für Physikalische Chemie werden an der Forschung teilnehmen und planen, die gesamte Festkörperbatterie bis 2022 zu beherrschen. Verwandte Technologie.

Zuvor erhielt das Konsortium des japanischen Lithium-Ionen-Batterietechnologie- und Bewertungszentrums vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie und Handel Finanzmittel in Höhe von 14 Mio. USD mit dem Ziel, gemeinsam eine Batterie zu entwickeln, die bis 2030 eine Reichweite von 800 km unterstützt.

Bisher haben sich inländische Unternehmen und Forschungsinstitute in diesem Jahr auf rein feste Lithiumbatterien konzentriert. Man wundert sich, warum so viel Wert auf die Vollbatterietechnologie gelegt wird.

Hervorragende Vorteile der Vollbatterietechnologie

Zuvor sagte Renault, Leiter des Automobilgeschäfts Norman de, öffentlich, dass Vollbatterien die neue Hoffnung der Automobilindustrie in Bezug auf Kosten, Dichte und thermische Stabilität sind, als die derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien einen großen Vorteil haben. Die Zukunft wird es sein hauptsächlich für langlebige Elektrofahrzeuge.

Sicherheit ist einer der Haupttreiber für die Entwicklung von Vollbatterien im Batteriebereich. Die Membran und der Elektrolyt herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien. Entsprechend den Eigenschaften des Elektrodenmaterials der Batterie können Lithiumdendriten auftreten, wenn unter großen Strömen gearbeitet wird, wodurch die Membran durchstoßen wird, was zu Kurzschluss- und Batterieschäden führt. Der Elektrolyt ist eine organische Flüssigkeit, und die Tendenz zu Nebenreaktionen, Oxidationszersetzung, Gaserzeugung und Verbrennung bei hohen Temperaturen nimmt zu.

Darüber hinaus liegen die Vorteile von Vollfestbatterien gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien auf der Hand:

Erstens sind Vollbatterien bei gleichem Energieniveau dünner und kleiner. Bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien nehmen Membran und Elektrolyt zusammen fast 40% des Volumens und 20% der Masse der Batterie ein. Wenn stattdessen Festelektrolyte verwendet werden, kann der Elektrodenabstand auf Mikrometer reduziert werden, wodurch die Dicke der Batterie erheblich verringert wird. Daher ist die Vollfestbatterietechnologie die einzige Möglichkeit, Batterien zu miniaturisieren und dünn zu machen.

Darüber hinaus kann die Gesamtdicke von Volldampfbatterien, die durch Aufdampfen hergestellt wurden, nur wenige zehn Mikrometer betragen, sodass daraus sehr kleine Leistungsgeräte hergestellt werden können, die in das MEMS-Feld (Micro-Electromechanical System) integriert werden können Dies erleichtert Batterieanwendungen. Neue kleine intelligente elektronische Geräte, Realisierung der Miniaturisierung von Terminalprodukten.

Zweitens sind Vollbatterien leicht und haben eine hohe Energiedichte. Nach der Verwendung von Festelektrolyten ändert sich auch das anwendbare Materialsystem von Lithium-Ionen-Batterien. Metalllithium kann als negative Elektrode anstelle einer negativen Graphitelektrode verwendet werden. Dies kann die Menge an negativem Elektrodenmaterial erheblich reduzieren, wodurch die Energiedichte der gesamten Batterie erheblich erhöht wird.

Es ist erwähnenswert, dass die Verwendung von Vollfestbatterien die Kompatibilitätsprobleme vieler neuer Hochleistungselektrodenmaterialien mit vorhandenen elektrolytischen Flüssigkeitssystemen lösen kann.

Unter Berücksichtigung der beiden oben genannten Faktoren kann die Energiedichte von Vollfestbatterien stärker zunehmen als bei normalen Lithium-Ionen-Batterien. Bisher waren viele Labors in der Lage, Vollbatterien mit einer Energiedichte von 300 bis 400 Wh / kg in kleinem Maßstab in Massenproduktion herzustellen.

Ausgehend von den Daten zur Energiedichte vermitteln feste Batterien den Menschen ein intuitiveres Verständnis dafür, dass unser Mobiltelefon und andere elektronische Produkte von "einem Tag pro Tag" auf "zwei Tage pro Tag" aktualisiert wurden.

Festkörperbatterie: Ein neues Schlachtfeld für neue Energiebatterien

Festkörperbatterien haben eine höhere Energiedichte als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien und eine höhere Leistung und längere Lebensdauer. Dies ist laut Forschern vieler inländischer Wertpapierinstitute der Trend für die nächste Generation von Lithium-Ionen-Batterien.

Derzeit setzt China auch aktiv Festkörperbatterien ein. Der vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie und anderen vier Ministerien und Kommissionen herausgegebene Aktionsplan zur Förderung der Entwicklung der Autobatterieindustrie sieht eindeutig vor, dass die Investitionen in Forschung und Entwicklung neuer Batterietypen wie Festkörperbatterien erhöht werden . Sobald die Giganten ins Spiel gekommen sind, werden technologische Durchbrüche gefördert und beschleunigt, und es wird erwartet, dass industrielle Anwendungen weiterentwickelt werden.

Viele Branchenexperten hoffen sehr, dass Festkörperbatterien die nächste Generation der Batterietechnologie werden. Der Schlüssel zu neuen energiebatterien liegt laut Befragten aus der Industrie in ihrer Fähigkeit, über 500 km oder mehr zu laufen, was zu einer deutlichen Erhöhung der Marktdurchdringung führen könnte. Dies wird auch im Fokus chinesischer Unternehmen und der ausländischen Konkurrenz stehen.

Der Autor glaubt, dass Festkörperbatterien ein neues Schlachtfeld für den Wettbewerb um neue Energie im In- und Ausland werden. Volkswagen kündigte im vergangenen Jahr an, die Festkörperbatterieforschung voranzutreiben. Bis 2030 werden alle Autos Elektroversionen haben und 50 Milliarden Euro in Elektroautobatterien und 20 Milliarden Euro in Elektrofahrzeuge investieren. Volkswagen plant bereits die nächste Generation von Elektroautobatterien, Vollbatterien mit einer Laufleistung von mehr als 1.000 Kilometern, und wird 2025 in Serie hergestellt. Derzeit sind Deutschland, Japan und die Vereinigten Staaten die weltweiten Pioniere dieser Technologie Staaten und Frankreich. Die Chinesen holen auf. In der Ära von Ningde, einem führenden Energiebatterieunternehmen in China, wurden entsprechende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Richtung Festkörperbatterien auf Polymer- und Sulfidbasis durchgeführt, vorläufige Fortschritte erzielt und vorläufige technologische Wege in großem Umfang vorgeschlagen -skalige Produktion.

Festkörperbatterien Als zukünftige Entwicklung von Lithiumbatterien haben eine Reihe von Unternehmen auf der ganzen Welt mit dem Layout begonnen. Unter den inländischen börsennotierten Unternehmen gab Guoxuan Hi-Tech auf der Investor Interaction Platform an, Festkörperbatterien und Festkörperelektrolyte entwickelt zu haben. Hengdian East Magnetic teilte in einer Umfrage der Agentur mit, dass es die Entwicklung von Festkörperbatterien organisieren wird, die im August letzten Jahres in drei Testbatterien hergestellt wurden. Die Lithium-Feststoff-Batterie des Unternehmens befindet sich derzeit in der Testphase, hat jedoch nach Angaben des Unternehmens eine Reihe von Sicherheitstests von Drittanbietern bestanden.

Kommentare: Vollfeste Lithiumbatterien werden die zukünftige Entwicklungsrichtung von Elektroautobatterien sein. Zuvor hatte der vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie und anderen vier Ministerien und Kommissionen herausgegebene "Aktionsplan zur Förderung der Entwicklung der Autobatterieindustrie" klar festgelegt, dass die Investitionen in die Entwicklung neuer Lithium-Stromversorgungssysteme, einschließlich neue Arten von Batterien wie feste Batterien. Die Energiedichte von Vollfestbatterien ist mindestens dreimal so hoch wie die von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien. Gleichzeitig wird die Ladezeit verkürzt und die Laufleistung verlängert, und die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge ist höher, wodurch der akku langlebiger wird. Es ist eine Art Batterietechnologie mit einer besseren Zukunft.

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