Hvernig er núverandi þróun solid-state rafhlöður?

Solid-state rafhlöður vísa til rafhlöður sem framleiddar eru með solid-state rafskautum og solid-state raflausnum. Öðruvísi en núverandi rafhlöður í fljótandi formi eru þær ein helsta leiðbeiningin um þróun nýrra rafhlöður fyrir ökutæki í framtíðinni. Nýlega, þegar Volkswagen samstæðan tilkynnti fjárhagsskýrslu annars ársfjórðungs, sagði Herbert Diss, forstjóri Volkswagen samsteypunnar, að Volkswagen hygðist framleiða sjálfstætt rafhlöður sjálfstætt og fjöldaframleiðsla gæti hafist árið 2024 eða 2025. sparnaður og ný orkutækni tækniskort" ;, árið 2025, orkuþéttleiki litíum rafhlöður fyrir hrein rafknúin ökutæki er 400Wh / kg og markmiðið árið 2030 er 500Wh / kg. Að því er varðar núverandi mikið notaða þrískipta rafhlöðu, þá gerir tæknilegi flöskuhálsinn sem er til staðar á þessu stigi erfitt að ná ofangreindum markmiðum.

Ef orkuþéttleiki orku litíum rafhlöður á að ná því markmiði að orkuþéttleiki sé meiri en 500Wh / kg eins og áætlað var, getur núverandi fljótandi raflausnarkerfi verið máttlaust. Sem næsta kynslóð rafhlöðu tækni leið fyrir 500Wh / kg, rannsóknir og þróun solid-ástand rafhlaða kerfi hefur orðið stífur eftirspurn. Þróun nýrrar orku bílaiðnaðar krefst nýrrar tækniforða til meðallangs og langs tíma litið og búist er við að solid-state litíumjónarafhlöður verði ráðandi tæknileið fyrir næstu kynslóð rafknúinna rafknúinna rafbíla. Það er ekki aðeins mikilvæg þróunarstefna fyrir aukarafhlöður í framtíðinni, heldur einnig mikilvægt verkefni um þessar mundir.

Hverjir eru kostir solid-state rafhlöður samanborið við þrennu rafhlöður? Fyrst af öllu, hvað varðar orkuþéttleika, er rafefnafræðilegur gluggi lífrænna raflausna sem nú eru notaðir í þrennu og öðrum litíumjónarafhlöðum takmarkaður og erfitt er að vera samhæfður litíumskautum úr málmi og nýþróaðri háþróaðri bakskautsefni. Hins vegar hafa föst raflausn yfirleitt breiðari raforku en lífræn raflausn. Efnaglugginn hjálpar til við að auka orkuþéttleika rafhlöðunnar enn frekar. Í öðru lagi, hvað varðar rúmmál, þar sem raflausninni er skipt út fyrir föstu raflausn, verður rúmmál fastrar rafhlöðu minna undir sama orkuþéttleika. Með sama magni verða solid-state rafhlöður minni. Undir þeim kringumstæðum að orkuþéttleiki er sá sami verður massi og rúmmál fasta rafhlöðunnar með sömu hleðslu minni en fljótandi raflausnarafhlaðan. Ekki nóg með það, vegna þess að það er engin raflausn í solid-state rafhlöðunni, þá er auðveldara að innsigla það. Þegar hann er notaður í umfangsmikinn búnað eins og bíla er ekki nauðsynlegt að bæta við kælirörum, rafstýringum o.s.frv., Sem sparar kostnað en dregur úr eigin þyngd. Eftir að hafa notað fastan raflausn er hægt að skipta um grafít neikvæða rafskautinn fyrir málmlitíum, sem dregur verulega úr þyngd allrar rafhlöðunnar.

Frá sjónarhóli skipulags solid-state rafgeyma í ýmsum löndum er Toyota lengra komin í tækni. Það setti af stað súlfíð solid-state rafhlöður árið 2010. Árið 2014 náði orkuþéttleiki frumgerðar rafhlöðunnar' 400Wh / kg. Frá og með febrúar 2017 náðu einkaleyfi tengd rafhlöðum sem tengjast stöðugildi Toyota&# 39 30, mun hærra en önnur fyrirtæki. Samkvæmt yfirmönnum Toyota mun Toyota gera sér grein fyrir iðnvæðingu súlfíðsrafhlöður árið 2020. Að auki hefur Samsung einnig náð tilteknum árangri með því að nota súlfíðbundnar, fastar raflausnir til að prófa 2000mAh, 175Wh / kg, lagskipt, heilsteypt efri. rafhlaða.

Innlent fyrirtæki CATL er einnig tiltölulega þroskað í súlfíð solid-state rafhlöðum og er nú að flýta fyrir þróun súlfíðs solid-state litíum málm rafhlöður fyrir EV. Að auki er vert að hafa í huga að Ganfeng Lithium hefur nýlega lokið fyrstu kynslóð rannsóknar- og þróunar rannsóknar- og þróunar tilraunaverkefni fyrir rafhlöður og sýni þess hafa staðist skoðun Kínversku bifreiðarannsóknarstofnunarinnar Bifreiðaeftirlit og verkefnið hefur enga árangursríkt fordæmi í Kína, sem er alþjóðlegur leiðtogi. Gert er ráð fyrir að tæknibyltingin nái til fjöldaframleiðslu árið 2019.

Samanborið við þrjár rafhlöður hafa solid-state rafhlöður svo marga kosti, af hverju hefur þeim ekki tekist að ná fram fjöldaframleiðslu? Lykillinn að solid-state rafhlöðum er solid-state raflausnarefni. Mikilvægasta ástæðan fyrir erfiðleikum við þróun rafgeyma á þessu stigi er bilun raflausnaefna til að ná byltingum. Ekkert af núverandi ólífrænu föstu raflausninni og fjölliða raflausnarefnunum hefur mikla jónaleiðni og vélrænan styrk, en hefur einnig góða vinnslu eiginleika.

Tæknileg vandamál raforku litíum rafhlöður hafa alltaf verið flöskuhálsinn sem takmarkar þróun nýrra orkubifreiða og flöskuhálsinn sem solid-state rafhlöður er erfitt að brjótast í gegnum er einnig í tækni. Í brennandi samkeppni&# 39 í dag í litíum rafhlöðuiðnaðinum eru þau fyrirtæki sem raunverulega hlæja síðast að þeim sem ná tökum á algerri tækni. Solid-state rafhlöður eru mikilvæg tækniþróunarstefna í framtíðinni og það er nú þegar samstaða iðnaðarins. Hvort kínversk fyrirtæki geti unnið næsta" harða baráttu" þarf samt sameiginlega viðleitni kollega í greininni.