Recentment, l'informe de CCTV de "carregar una hora i fer cua durant quatre hores" ha provocat discussions acalorades.La durada de la bateria i els problemes de càrrega dels vehicles d'energia nova s'han convertit una vegada més en un problema candent per a tothom.Actualment, en comparació amb les bateries de liti líquid tradicionals, les bateries de liti d'estat sòlidamb una seguretat més alta, una major densitat d'energia, una durada de la bateria més llarga i camps d'aplicació més amplisàmpliament considerat pels experts de la indústria com la direcció de desenvolupament futur de les bateries de liti.Les empreses també competeixen pel disseny.
Tot i que la bateria de liti d'estat sòlid no es pot comercialitzar a curt termini, el procés d'investigació i desenvolupament de la tecnologia de la bateria de liti d'estat sòlid de les grans empreses s'ha anat fent cada cop més ràpid recentment, i la demanda del mercat pot promoure la producció massiva de sòlids. estat de la bateria de liti abans del previst.Aquest article analitzarà el desenvolupament del mercat de les bateries de liti d'estat sòlid i el procés de preparació de les bateries de liti d'estat sòlid i us portarà a explorar les oportunitats del mercat d'automatització que hi ha.
Les bateries de liti d'estat sòlid tenen una densitat d'energia i estabilitat tèrmica significativament millors que les bateries de liti líquid
En els darrers anys, la innovació contínua en el camp d'aplicacions aigües avall ha plantejat requisits cada cop més alts per a la indústria de les bateries de liti, i la tecnologia de les bateries de liti també s'ha millorat contínuament, avançant cap a una major energia i seguretat específiques.Des de la perspectiva del camí de desenvolupament de la tecnologia de les bateries de liti, la densitat d'energia que poden assolir les bateries de liti líquid s'ha acostat gradualment al seu límit, i les bateries de liti d'estat sòlid seran l'única manera de desenvolupar bateries de liti.
Segons el "Full de ruta tècnic per a l'estalvi d'energia i els vehicles d'energia nova", l'objectiu de densitat d'energia de les bateries de potència és de 400 Wh/kg el 2025 i de 500 Wh/kg el 2030.Per assolir l'objectiu del 2030, és possible que la ruta de la tecnologia de la bateria de liti líquid existent no pugui assumir la responsabilitat.És difícil trencar el sostre de densitat d'energia de 350 Wh/kg, però la densitat d'energia de les bateries de liti d'estat sòlid pot superar fàcilment els 350 Wh/kg.
Impulsat per la demanda del mercat, el país també concedeix una gran importància al desenvolupament de bateries de liti d'estat sòlid.Al "Pla de desenvolupament de la indústria de vehicles d'energia nova (2021-2035)" (Esborrany per a comentaris) publicat el desembre de 2019, es proposa reforçar la investigació, el desenvolupament i la industrialització de bateries de liti d'estat sòlid i augmentar les bateries de liti d'estat sòlid. a nivell nacional, tal com es mostra a la taula 1.
Taula 1 Anàlisi comparativa de bateries líquides i bateries d'estat sòlid
No només per als vehicles d'energia nova, la indústria d'emmagatzematge d'energia té un ampli espai d'aplicació
Influenciat per la promoció de polítiques nacionals, el ràpid desenvolupament de la indústria de vehicles d'energia nova proporcionarà un ampli espai de desenvolupament per a bateries de liti d'estat sòlid.A més, les bateries de liti d'estat sòlid també es reconeixen com una de les direccions tecnològiques emergents que s'espera que superin el coll d'ampolla de la tecnologia d'emmagatzematge d'energia electroquímica i satisfer les necessitats de desenvolupament futur.Pel que fa a l'emmagatzematge d'energia electroquímica, les bateries de liti representen actualment el 80% de l'emmagatzematge d'energia electroquímica.La capacitat instal·lada acumulada d'emmagatzematge d'energia electroquímica el 2020 és de 3269,2 MV, un augment del 91% respecte al 2019. En combinació amb les directrius del país per al desenvolupament energètic, la demanda d'emmagatzematge d'energia electroquímica al costat de l'usuari, instal·lacions connectades a la xarxa d'energia renovable i S'espera que altres camps iniciïn un creixement ràpid, tal com es mostra a la figura 1.
Vendes i creixement de vehicles d'energia nova de gener a setembre de 2021 Capacitat instal·lada acumulada i taxa de creixement dels projectes d'emmagatzematge d'energia química a la Xina de 2014 a 2020
Figura 1 Vendes i creixement de vehicles d'energia nova;capacitat instal·lada acumulada i taxa de creixement dels projectes d'emmagatzematge d'energia química a la Xina
Les empreses acceleren el procés d'investigació i desenvolupament, i la Xina generalment prefereix els sistemes d'òxid
En els darrers anys, el mercat de capitals, les companyies de bateries i les principals companyies d'automòbils han començat a augmentar el disseny de recerca de les bateries de liti d'estat sòlid, amb l'esperança de dominar la competència en la tecnologia de bateries d'energia de nova generació.Tanmateix, segons el progrés actual, les bateries de liti d'estat sòlid trigaran entre 5 i 10 anys a madurar en ciència i tecnologia de fabricació abans de la producció en massa.Les companyies internacionals d'automòbils com Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai, etc. estan augmentant la seva inversió en R+D en tecnologia de bateries de liti d'estat sòlid;Pel que fa a les empreses de bateries, CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD, etc. també continuen desenvolupant-se.
Les bateries de liti d'estat sòlid es poden dividir en tres categories segons els materials electròlits: bateries de liti d'estat sòlid de polímer, bateries de liti d'estat sòlid de sulfur i bateries de liti d'estat sòlid d'òxid.La bateria de liti d'estat sòlid de polímer té un bon rendiment de seguretat, la bateria de liti d'estat sòlid de sulfur és fàcil de processar i la bateria de liti d'estat sòlid d'òxid té la conductivitat més alta.Actualment, les empreses europees i americanes prefereixen els sistemes d'òxid i polímer;Les empreses japoneses i coreanes liderades per Toyota i Samsung tenen més ganes dels sistemes de sulfur;La Xina té investigadors en els tres sistemes i, en general, prefereix els sistemes d'òxid, tal com es mostra a la figura 2.
Figura 2 El disseny de producció de bateries de liti d'estat sòlid d'empreses de bateries i grans empreses d'automòbils
Des de la perspectiva del progrés de la investigació i el desenvolupament, Toyota és reconegut com un dels actors més potents en el camp de les bateries de liti d'estat sòlid a països estrangers.Toyota va proposar per primera vegada desenvolupaments rellevants el 2008 quan va cooperar amb Ilika, una posada en marxa de bateries de liti d'estat sòlid.El juny de 2020, els vehicles elèctrics de Toyota equipats amb bateries de liti d'estat sòlid ja han realitzat proves de conducció a la ruta de prova.Ara ha arribat a l'etapa d'obtenció de dades de conducció de vehicles.El setembre de 2021, Toyota va anunciar que invertiria 13.500 milions de dòlars el 2030 per desenvolupar bateries de nova generació i cadenes de subministrament de bateries, incloses les bateries de liti d'estat sòlid.A nivell nacional, Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy i Ganfeng Lithium Industry van establir línies de producció pilot a petita escala per a bateries de liti semisòlids el 2019.El setembre de 2021, la bateria de liti d'estat sòlid Jiangsu Qingtao 368Wh/kg va aprovar la certificació nacional d'inspecció forta, tal com es mostra a la taula 2.
Taula 2 Plans de producció de bateries d'estat sòlid de les principals empreses
Anàlisi de processos de bateries de liti d'estat sòlid a base d'òxid, el procés de premsat en calent és un nou enllaç
La difícil tecnologia de processament i l'alt cost de producció sempre han restringit el desenvolupament industrial de les bateries de liti d'estat sòlid.Els canvis de procés de les bateries de liti d'estat sòlid es reflecteixen principalment en el procés de preparació de les cèl·lules, i els seus elèctrodes i electròlits tenen requisits més elevats per a l'entorn de fabricació, tal com es mostra a la taula 3.
Taula 3 Anàlisi de processos de bateries de liti d'estat sòlid basades en òxid
1. Introducció d'equips típics: premsa calenta de laminació
Introducció a la funció del model: la premsa calenta de laminació s'utilitza principalment a la secció de procés de síntesi de cèl·lules de bateries de liti totalment sòlides.En comparació amb la bateria de liti tradicional, el procés de premsat en calent és un nou enllaç i falta l'enllaç d'injecció de líquid.requisits superiors.
Configuració automàtica del producte:
• Cada estació necessita utilitzar servomotors de 3 ~ 4 eixos, que s'utilitzen per a laminació i encolat respectivament;
• Utilitzeu HMI per mostrar la temperatura de calefacció, el sistema de calefacció necessita un sistema de control PID, que requereix un sensor de temperatura més alt i requereix una quantitat més gran;
• El controlador PLC té requisits més alts sobre precisió de control i període de cicle més curt.En el futur, aquest model s'hauria de desenvolupar per aconseguir una laminació de premsa en calent d'alta velocitat.
Els fabricants d'equips inclouen: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd. i Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Introducció d'equips típics – màquina de fosa
Introducció a la funció del model: la barreja de pols es subministra al capçal de colada a través del dispositiu del sistema d'alimentació automàtica, i després s'aplica mitjançant rascador, corró, microcòncava i altres mètodes de recobriment segons els requisits del procés, i després s'asseca al túnel d'assecat.La cinta base juntament amb el cos verd es pot utilitzar per rebobinar.Després de l'assecat, el cos verd es pot treure i retallar, i després tallar-lo a l'amplada especificada per l'usuari per llançar un material de pel·lícula en blanc amb certa força i flexibilitat.
Configuració automàtica del producte:
• El servo s'utilitza principalment per rebobinar i desenrotllar, rectificar la desviació i es requereix un controlador de tensió per ajustar la tensió al lloc de rebobinat i desenrotllament;
• Utilitzeu HMI per mostrar la temperatura de calefacció, el sistema de calefacció necessita un sistema de control PID;
• El cabal de ventilació del ventilador s'ha de regular mitjançant un convertidor de freqüència.
Els fabricants d'equips inclouen: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-tech Co., Ltd. - Xinbaohua Equipment Branch.
3. Introducció d'equips típics – molí de sorra
Introducció a la funció del model: està optimitzat per a l'ús de petites perles de mòlta, des de la dispersió flexible fins a la mòlta d'energia ultra alta per a un treball eficient.
Configuració automàtica del producte:
• Els molins de sorra tenen requisits relativament baixos per al control del moviment, generalment no utilitzen servomotors, però utilitzen motors de baixa tensió normals per al procés de producció de poliment;
• Utilitzeu el convertidor de freqüència per ajustar la velocitat de l'eix, que pot controlar la mòlta de materials a diferents velocitats lineals per satisfer els diferents requisits de finor de mòlta dels diferents materials.
Els fabricants d'equips inclouen: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd. i Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Hora de publicació: 18-mai-2022