Der kritische Punkt für Festkörperbatterien?
2022-07-14
Der kritische Punkt für Festkörperbatterien?
Als eines der beliebtesten Investitionsbereiche in der Batterietechnologie haben Festkörperbatterien gegenüber herkömmlichen Flüssigbatterien deutliche Vorteile in Bezug auf Energiedichte und Sicherheit.Sie gelten als die vielversprechendste Batterietechnologie der nächsten Generation.- Mit der groß angelegten Produktion von Festkörperbatterien bedeutet dies, daß die Industrie einen kommerziellen Durchbruch erreicht hat?
Vor kurzem hat China Science and Technology Fusion Energy die Produktion erfolgreich vergrößert und seine 628Ah und 314Ah Festkörperbatterien eingeführt.Als eines der beliebtesten Investitionsfelder in Batterien, haben Festkörperbatterien gegenüber herkömmlichen Flüssigbatterien in Bezug auf Energiedichte und Sicherheit bemerkenswerte Vorteile, was in der Industrie große Aufmerksamkeit erregt.Bei der Massenproduktion von Festkörperbatterien, ist dies ein kommerzieller Meilenstein für die Branche?
Beschleunigung der Industrialisierung von Halbfesten Batterien
Derzeit verwenden die Lithiumbatterien auf dem Markt flüssige Elektrolyte als Übertragungsträger.der flüssige Elektrolyt kann leicht erhitzt werdenDie Ersetzung flüssiger Elektrolyte durch feste Elektrolyte kann die Sicherheitsprobleme von Lithiumbatterien grundsätzlich lösen.,Gleichzeitig werden die Anforderungen an eine höhere Energiedichte und eine bessere Leistung erfüllt.
Es wird verstanden, dass sich die in der Industrie diskutierten Festkörperbatterien typischerweise auf Halb-Festkörperbatterien, Quasi-Festkörperbatterien,oder Fest-Flüssig-Hybridbatterien mit einem reduzierten Elektrolytgehalt von 5% bis 15%Diese behalten etwas flüssiges Elektrolyt, was sie in Bezug auf Materialdesign, Herstellungsprozess, Ausrüstungserzeugung und Kosten für die Massenproduktion machbar macht.
"Wir nutzen die robuste Produktionsbasis der neuen Energiekette,Die chinesischen Batterieunternehmen haben in der Forschung und Entwicklung der Festkörperbatterietechnologie und der Anordnung der Industriekette bedeutende Durchbrüche gemachtMit der Massenproduktion von Halbbatterien durch chinesische Unternehmen wie WeLion New Energy, Qingtao Energy und Ganfeng Lithium,Halbfeste Batterien haben die Industrialisierung in wirtschaftlicher Hinsicht wirklich erreicht.," sagte Yu Qingjiao, Generalsekretär der New Battery Technology Innovation Alliance von Zhongguancun, auf dem jüngsten 2024 Solid-State Battery Industry Ecosystem Summit.Er wies darauf hin, daß sich die kommerzielle Anwendung von Festkörperbatterien nähert., und wer zuerst die Oberfläche der Branche erobert, wird die Initiative in der Entwicklung gewinnen.
Herausforderungen bei der Vermarktung von vollständig festen Batterien
Trotz der Massenproduktion und Anwendung von Halbfestenbatterien steht die Vermarktung von Vollfestenbatterien immer noch vor einer Reihe von Herausforderungen in Bezug auf Technologie und Kosten.
Die Ersetzung flüssiger Elektrolyte durch feste Elektrolyte ist ein technisches Kernproblem bei der Materialwahl.und Oxid. Polymerfeste Elektrolyte sind leicht zu verarbeiten, kompatibel mit trockenen und nassen Herstellungsprozessen und haben die geringste Massenproduktionsschwierigkeit, haben aber eine geringe Leitfähigkeit.Europäische Unternehmen konzentrieren sich vor allem auf diese technische Route- Sulfide haben die beste Leistung, sind aber empfindlich gegenüber Luftfeuchtigkeit und den meisten polaren Lösungsmitteln, und die Herstellung von Zellen erfordert Druck aus isostatischer Pressanlage,die zu hohen Kosten führen. Chinesische Unternehmen wie CATL, BYD und EVE Energy bevorzugen diesen technischen Weg. Einige Startups entscheiden sich für den Oxidweg.
"Vollständige Festkörperbatterien stellen ein umfassendes Innovations-Upgrade in den Bereichen Materialien, Zellherstellungsprozesse und Fertigungsausrüstung dar.Die industrielle Kette wird revolutionäre Veränderungen erleben."Für die Entwicklung von Solid-State-Batterien ist es wichtig, dass sie sich an den Anforderungen an die Qualität und die Qualität ihrer Systeme halten", sagte Miao Lixiao, Generaldirektor für Frontier Technology R&D bei SVolt Energy.Flüssigbatterien verwenden Separatoren, um Elektroden zu wickeln, um Fehlausrichtung zu verhindern, die zu Kurzschlüssen führen könnte, und sie benötigen keine Ultraschalldichte. Festkörperbatterien fehlen jedoch an Trennern, und die gestapelten Schichten werden unter Ultraschalldichte verdichtet,die Elektrodenkanten anfällig für Bruch und Fehlausrichtung machen"Festkörperbatterien sind wie Hamburger, mit Schichten von Zutaten, die unter Druck von den Kanten herausfließen können, was zu Kurzschlägen führt,während flüssige Batterien wie gewalzte Pfannkuchen sind, um Kurzschlüsse zu vermeiden".
Derzeit sind die Kosten für Festkörperbatterien höher als für flüssige Batterien.000 Yuan pro KilogrammAllerdings machen feste Elektrolyte mehr als 20% der Zellmasse aus, und solche Preise sind wahrscheinlich auf dem Markt nicht akzeptabel".
Pitao, Vorsitzender der Hunan Zhongke Xingcheng Graphite Co., Ltd., wies darauf hin: "Jedes Unternehmen hat seine eigenen technischen Eigenschaften.Die Industrieanlage im Vorfeld befindet sich in einem Warten-und-Sehen-Zustand.Solid-state-Batterien benötigen eine relativ bestimmte Richtung für den Vor- und Nachstrom, um die Produkte entsprechend zu konfigurieren und dadurch höhere Verlustkosten bei Kapitalinvestitionen zu vermeiden".
Erreichen von 1+1>2 durch Verbundwerkstoffdesign
Aufgrund unklarer technischer Wege und Kostenreduktionsmöglichkeiten entscheiden sich Unternehmen in der Branche für den allmählichen Übergang von halbfesten zu vollfesten Stoffen.
"Es gibt Unterschiede in der vollständigen Festkörperbatterieroute, und differenzierter Wettbewerb wird die Ausweitung von Festkörperbatterienanwendungen fördern", sagte Xu Hangyu,Direktor für wissenschaftliche Forschung und Entwicklung bei WeLion New EnergyEr glaubt, dass derzeit ein einziges Feststoff-Elektrolytmaterial nicht den Bedürfnissen von vollständig festen Batterien gerecht werden kann.Kompensation für die Mängel einzelner Elektrolytmaterialien und gleichzeitig Kompatibilität mit den meisten traditionellen Verfahren und Geräten für flüssige LithiumbatterienWeLion New Energy hat durch die Kombination der Vorteile von Oxid- und Polymerfesten Elektrolyten gemischte Fest-Flüssig-Batterien entwickelt, bei denen Produkte mit geringer Leistung verwendet werden.Fahrzeuge mit neuer Energie, und Energiespeicher.
"Jede Art von Material hat ihre Vor- und Nachteile.der auch glaubt, dass zusammengesetzte Festkörperbatterien ein effektiver Weg sind, um eine Großproduktion zu erreichen."Festkörperbatterien können nicht zu einem Kunstwerk gemacht werden, die Produkte sind sehr teuer, mehrmals oder sogar zehnmal teurer als flüssige Batterien,die für Fahrzeuganwendungen niemals durchführbar wären."
Su Min, Direktor der Abteilung Forschung und Entwicklung von Zellmaterialien der Wanxiang 123 Co., Ltd., ist der Ansicht, dass es eine optimale Energiedichte gibt, unabhängig davon, ob es sich um halbfeste oder vollständig feste Zellen handelt.Es gibt keine einzige beste technologische Lösung; alle sind technische Mittel zur Bewältigung von Sicherheitsrisiken bei hohem spezifischen Energiebedarf.Um die technischen und industrialisierenden Probleme von Voll-Solid-State-Batterien zu überwinden, sind gemeinsame Anstrengungen der gesamten Industrie erforderlich..
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