Ideyal klere nan reyalite: tout-solid-eta pil yo pral mas-pwodwi

Kont seri transfòmasyon enèji mondyal la, nouvo teknoloji enèji yo ap devlope rapidman. Tout-solid-eta pil, kòm yon trè prometteur pwochen-jenerasyon teknoloji batri, yo piti piti vin konsantre nan endistri an. Dènyèman, constructeurs tankou Changan otomobil ak BYD te anonse orè a enstalasyon nan tout-solid-eta pil, ki endike ke pwosesis la komèsyalizasyon nan tout-solid-eta pil se akselere.

Pil tout-solid-eta refere a ityòm-ion pil ki sèvi ak solid-eta elektwolit. An tèm de prensip k ap travay yo, yo pa diferan de pil tradisyonèl ityòm, men nwayo yo, elektwolit eta solid, ba yo anpil avantaj sou pil tradisyonèl likid ityòm.

An tèm de pèfòmans sekirite, elektwolit la nan pil tradisyonèl ityòm likid se ki ka pran dife ak temèt, ki se yon kòz enpòtan nan dife machin elektrik e menm eksplozyon. Elektwolit solid yo itilize nan pil tout eta-solid se pa ki ka pran dife, ki diminye anpil risk pou yo ki degaje konbisyon batri ak eksplozyon, ak anpil amelyore sekirite. Pou egzanp, kèk pil solid-eta ka kenbe tèt ak tanperati ki wo nan 1, 000 degre epi yo ka kontinye bay pouvwa menm si se yon kwen koupe.

An tèm de dansite enèji, tout-solid-eta pil gen avantaj evidan. Dansite enèji nan pil tradisyonèl ityòm te piti piti apwoche yon konstriksyon. Dansite enèji nan pil ityòm fè fosfat se 150-210 WH/kg, ak limit anwo nan pil ityòm ternary se sou 350wh/kg. Dansite enèji nan pil tout-solid-eta espere yo rive jwenn plis pase 500wh/kg. Pou egzanp, dansite nan enèji nan Jinzhongzhao tout-solid-eta batri a devlope pa otomobil Changan ka rive jwenn 400wh/kg, ak ranje a krwazyèr depase 1,500 kilomèt lè konplètman chaje, ki anpil soulaje enkyetid la ranje. An menm tan an, elektwolit solid ka kenbe tèt ak pi wo tension, ak volim nan batri ka pli lwen redwi, ki anpil amelyore vitès la chaje, epi li espere reyalize yon seri krwazyèr nan 1, 000 kilomèt apre chaje pou 10 minit.

An tèm de estabilite sik ak segondè ak pèfòmans tanperati ki ba, tout-solid-eta pil tou fè byen. Lavi sik li yo ka rive jwenn plis pase 10, 000 fwa, ki se pi wo pase pil ternary ityòm ak ityòm fè pil fosfat, epi li ka kenbe bon pèfòmans nan anviwònman tanperati ki wo ak ki ba, efektivman rezoud pwoblèm nan nan chaje ralanti ak pèt pouvwa vit nan pil tradisyonèl ityòm nan tanperati ki ba nan nan sezon livè.

Kounye a, gen twa wout endikap teknik pou pil eta solid: Polymers, oksid ak sulfid.

Elektwolit polymère yo fè pati kategori elektwolit òganik yo. Yo se fleksib, gen bon pwopriyete mekanik, yo fasil nan pwosesis ak fòm, yo trè konpatib ak ki deja egziste pwosesis pwodiksyon elektwolit likid, yo fasil yo prepare fim mens sou yon echèl gwo, epi yo te reyalize ti-echèl pwodiksyon an mas. Sepandan, konduktiviti yo ki ba nan tanperati chanm, anjeneral ant 10⁻⁷ ak 10⁻⁴s/cm, epi yo bezwen yo dwe chofe pi wo a 60 degre nan travay byen. Yo gen yon fenèt etwat elèktrochimik ak relativman pòv estabilite tèmik.

Elektwolit oksid yo ki estab nan lè a, gen ekselan estabilite tèmik, ka kenbe tèt ak tanperati ki wo pi wo a 600 degre, gen gwo fòs mekanik, ka efektivman anpeche kwasans lan nan dendrit ityòm, epi yo apwopriye pou-wo vòltaj materyèl elektwòd pozitif tankou materyèl segondè-nikèl. Pri a R & D ak difikilte yo relativman ba. Sepandan, li tou gen pwoblèm nan nan konduktiviti ki ba iyonik. Konduktivite a nan tanperati chanm se jeneralman ant 10⁻⁶ ak 10⁻³s/cm, ki bezwen yo dwe amelyore pa segondè-tanperati sinterizasyon oswa ajoute elektwolit likid, ak enbesil la koòdone ak electrodes a se wo, sa ki lakòz yon lavi sik kout.

Elektwolit SULFIDE gen ekselan pèfòmans ak pi wo konduktiviti iyonik la. Konduktivite a nan tanperati chanm ka rive jwenn 10⁻²s/cm, ki se tou pre nivo a nan elektwolit likid. Yo sipòte vit chaje ak egzeyat, ak dansite a enèji teyorik depase 500wh/kg. Yo se konpatib ak ityòm metal elektwòd negatif, gen bon estabilite tèmik, yo mou nan teksti, epi yo gen gwo plastisit. Sepandan, yo gen pòv estabilite chimik ak yo fasil reyaji ak imidite ak oksijèn nan lè a jenere toksik idwojèn gaz SULFIDE. Yo difisil pou prepare epi yo gen gwo depans pou pwodiksyon yo.

Globalman, anpil konpayi yo te envesti nan rechèch la ak devlopman ak pwodiksyon nan tout-solid-eta pil ak akselere Layout yo. Constructeurs Japonè yo te kòmanse byen bonè nan rechèch la ak devlopman nan solid-eta pil.
Toyota Motors te kòmanse solid-eta rechèch batri ak devlopman osi bonè ke 2006, ak dènyèman te anonse ke li pral kòmanse ti-echèl pwodiksyon jijman nan 2026 ak pwodiksyon an mas apre 2030;
Honda Motors te anonse ke li pral kòmanse pwodiksyon jijman nan tout-solid-eta pil pou machin elektrik pi nan mwa janvye 2025; Nissan plan yo kòmanse pwodiksyon jijman nan solid-eta pil nan plant Yokohama li yo ane sa a, ak lanse machin elektrik ekipe ak tout-solid-eta pil pa 2028.

Konpayi Chinwa yo tou pa vle lag dèyè. CATL te bati yon liy pwodiksyon pilòt pou pil tout-solid-eta ak se kounye a ap fè pwosesis optimize ak verifikasyon pwodwi. Li espere mas-pwodwi tout-solid-eta pil sou yon ti echèl nan 2027.

BYD te kòmanse rechèch ak devlopman nan tout-solid-eta pil nan 2013 e li te kòmanse verifikasyon posibilite nan solid-eta endistriyalizasyon batri, ki kouvri kle materyèl teknoloji avans, batri selil devlopman sistèm ak konstriksyon liy pwodiksyon. Li espere kòmanse demonstrasyon mas ak enstalasyon pil tout eta-solid nan 2027 epi reyalize gwo komèsyalizasyon echèl apre 2030.

Changan otomobil plan yo lanse 8 pwòp tèt ou-devlope selil batri, ki gen ladan likid, semi-solid ak solid, pa 2030, lanse prototip fonksyonèl nan 2025, ak piti piti mas-pwodwi tout-solid-eta pil nan 2027.

GAC Aion te anonse ke li pral reyalize pwodiksyon an mas ak enstalasyon pil tout eta-solid nan 2026, epi li pral premye enstale nan mak-wo fen li yo Haobo;

Chery otomobil plan yo reyalize tout-solid-eta enstalasyon batri nan 2026 ak gwo-echèl pwodiksyon an mas nan 2027;

SAIC Group te anonse ke tout-solid-eta pil yo pral mas-pwodwi ak lage nan 2026, ak Zhiji nouvo machin ekipe ak tout-solid-eta pil yo pral mas-pwodwi ak delivre nan 2027.

Soti nan pèspektiv nan endistri an jeneral, solid-eta batri endistri chèn lan se menm jan ak sa yo ki an pil likid, ki kouvri en materyèl materyèl anvan tout koreksyon, materyèl batri midstream ak manifakti, ak zòn aplikasyon en. En la sitou bay resous metal tankou ityòm, Cobalt, ak nikèl, osi byen ke materyèl debaz pou solid-eta elektwolit. Li gen depandans resous fò, gwo baryè teknik, ak konsantrasyon mache segondè. Midstream a se lyen debaz rechèch batri ak devlopman ak manifakti. Inovasyon teknolojik se kle fòs kondwi a, men li fè fas a pwoblèm nan pwosesis konplèks ak presyon ki wo. Jaden aplikasyon en yo lajè, ki kouvri nouvo machin enèji, depo enèji, konsomatè elektwonik ak lòt jaden, ak sipò politik fò ak gwo potansyèl mache.

Malgre ke pil tout-solid-eta gen gwo kandida, yo toujou fè fas a anpil defi sou wout la nan pwodiksyon mas komèsyal yo.

Sou nivo teknik la, byenke gen kèk pwogrè ki te fèt nan elektwolit solid, materyèl elektwòd pozitif ak negatif, elatriye, gen toujou kèk pwoblèm debaz syantifik ak jeni pwoblèm teknik ki bezwen rezoud ijan. Pou egzanp, ki jan yo plis amelyore konduktiviti nan iyonik nan elektwolit solid, amelyore konpatibilite yo ak metal ityòm ak segondè materyèl espesifik electrodes enèji, ak bati yon konpatib ak ki estab solid-solid koòdone. Diferan wout teknik tou gen pwòp enpèfeksyon yo, tankou estabilite nan chimik pòv ak difikilte pou preparasyon nan elektwolit SULFIDE, ak konduktiviti a ki ba iyonik nan elektwolit oksid. Pwoblèm sa yo mande pou kontinyèl R & D envestisman simonte.

Pri se tou yon faktè enpòtan limite aplikasyon an gwo-echèl nan tout-solid-eta pil. Kounye a, pri a nan likid ityòm-ion monomè batri se sou 0. Pri materyèl nan yon pake batri 100- kilowat-èdtan pou kont li depase 200, 000 Yuan, ki se pi wo pase pil yo likid ki deja egziste. Pran SULFIDE pil solid-eta kòm yon egzanp, endyòm nan metal ki ra obligatwa pou pwodiksyon li yo se chè, ak preparasyon an nan ityòm sulfid precursors se difisil ak koute chè, ki mennen nan gwo pri a an jeneral nan pil.

Nan nivo mache a, solid-eta pil, kòm nouvo pwodwi yo, bezwen yon sèten kantite tan jwenn rekonesans mache ak akseptasyon. Malgre ke yo gen avantaj nan dansite enèji ak sekirite, gen toujou plas pou amelyorasyon konpare ak pil tradisyonèl ityòm an tèm de lavi sik. Anplis de sa, byenke gen kèk konpayi yo te reyalize ti-pakèt livrezon echantiyon yo, yo pa gen ankò fòme lòd ki estab, e gen ensèten nan kandida yo aplikasyon aktyèl.

Gade nan lavni an, pil tout-solid-eta yo dwe jwe yon wòl enpòtan nan anpil jaden. Nan jaden an nan machin enèji nouvo, li pral siyifikativman amelyore ranje krwazyèr machin nan, sekirite ak vitès chaje, ankouraje nouvo endistri a machin enèji nan yon nivo ki pi wo, ak akselere transfòmasyon nan elèktrifikasyon nan endistri a otomobil.

Nan jaden an nan depo enèji, dansite nan enèji segondè ak karakteristik lavi long sik nan tout-solid-eta pil pèmèt yo nan magazen elektrisite pi plis efikasite, balans ekipman pou elektrisite ak demann, epi yo bay gwo sipò pou aksè nan gwo-echèl ak operasyon ki estab nan enèji renouvlab.

Nan jaden an nan konsomatè elektwonik, tout-solid-eta pil ka fè aparèy mens ak plis dirab, ak amelyore eksperyans itilizatè.

Avèk avansman kontinyèl nan teknoloji ak devlopman nan endistri a, pèfòmans nan tout-solid-eta pil yo ap kontinye amelyore, epi li se pri a espere piti piti diminye. Envestisman an kontinyèl ak R & D nan anpil konpayi, osi byen ke pwomosyon nan inovasyon kolaborasyon ant endistri, inivèsite ak rechèch, ap akselere zouti a teknolojik ak komèsyalizasyon nan tout-solid-eta pil. Nan nivo politik la, gouvènman nan divès peyi yo toujou ap ogmante sipò yo pou nouvo teknoloji enèji, ki pral tou kreye yon anviwònman politik bon pou devlopman nan endistri a batri tout-solid-eta.

Kòm wotè yo kòmandan kle nan konpetisyon an pou pwochen-jenerasyon teknoloji batri, tout-solid-eta pil fè fas a plizyè defi tankou teknoloji, pri ak mache, men yo gen yon avni briyan. Nan vag nan transfòmasyon enèji mondyal ak pwogrè teknolojik, pil tout-solid-eta yo dwe vin fòs debaz la ankouraje transfòmasyon depo enèji ak Usher nan yon nouvo epòk nan depo enèji.