Ibilgailu elektrikoen industria freskatzeko bateria piztu?

Japoniako Nikkei Shimbunek abenduaren 9an jakinarazi zuenez, Toyota egoera solidoko bateria bat garatzen ari da, 500 kilometro egin ditzakeena kargatu ondoren, eta 10 minutu behar ditu guztiz kargatzeko, ibilgailu elektriko tradizionalek baino bi heren gutxiago gutxienez. Toyota ekoizpen masiboan egoera solidoko bateria-ibilgailuen munduko lehen fabrikatzailea izatea espero da, eta datorren urtean prototipoak jarriko ditu martxan.

Toyota-ren berriez gain, QuantumScape-k, Volkswagenek eta Bill Gatesek elkarrekin inbertitutako konpainiak, egoera solidoko bateria-teknologia berri bat ere kaleratu zuen, 15 minututan %80 kargatu dezakeena, %50 energia-dentsitatea handitu eta sorta zabalagoa jasan dezakeena. tenperatura, -30 ℃ bezain baxua. Volkswagenek esan zuen bere helburua bateria ekoizteko lerro berri bat izatea dela 2025erako.

Beraz, zein da egoera solidoko bateriaren eta ohiko bateriaren arteko aldea?

Litiozko bateria tradizionala: elektrodo positiboz, diafragmaz eta elektrodo negatiboz osatuta dago, eta gero elektrolitoz betetzen da.

Egoera solidoko bateria: litiozko bateriak elektrolito solidoa erabiltzen du, eta elektrolito materialak neurri handi batean egoera solidoko litiozko bateriaren errendimendua zehazten du.

Bien arteko desberdintasun nagusia egoera solidoko bateriaren elektrolitoa solidoa dela da, hau da, elektrodo positibo eta negatiboen artean litio ioiaren migraziorako bitartekoa likidotik solidora aldatzen da. Material katodoen etengabeko hobekuntzarekin, elektrolito solidoak koordinazio hobea egin dezake, eta horrek bateria-sistemaren energia-dentsitatea hobetzeko lagungarria da.

Egoera solidoko bateriaren abantailak.

Elektrolito solidoaren erabilera dela eta, litiozko bateria tradizionalekin alderatuta, bateria solidoek errekuntzarik ez duten ezaugarriak dituzte, tenperatura altuko erresistentzia, korrosiorik eza, lurruntzerik eza, sute arrisku txikia eta energia dentsitate handia dute.

Egoera solidoko bateriaren industrializazioa.

Egoera solidoko bateria bateriaren energia dentsitatearen eta erresistentziaren antsietatearen azken irtenbidetzat hartzen da. Egoera solidoko bateriak abantaila asko ditu, baina ez da oso erabilia bere kostu handiagatik eta ekoizpen ahalmen txikiagatik.

Baliteke egoera solidoko baterien merkaturatzea jendeak uste bezain azkarra ez izatea. 2019an, Ningde Times-ek esan zuen egoera solidoko bateria guztien garapenarekin konprometituta zegoela eta laginak ekoiztu zituela, baina 10 urte beharko zirela guztiz komertzializatzeko, hau da, eskala handiko ekoizpenetik urrun daude.

Egoera solidoko bateriaren aplikazio-egutegia aurreikusten da.

-2021 egoera solidoko baterien merkatuaren inkubazio aldia izango da. Produktuen plangintza eta ikerketa eta garapen garrantzitsuak egingo dira, eta merkatuan bateria ternarioak izango dira nagusi.

-2021-2025 bitartean, egoera solidoko bateriak aplikazioaren hasierako fasean sartuko dira, bateriaren energia dentsitatea 300-500Wh/kg izatera iritsiko da, eta goi mailako ibilgailu elektriko kopuru txiki bat egoera solidoko bateriaz hornituko da.

-2025etik 2030era edo are gehiago, merkatua benetan heldua izango da, egoera solidoko baterien energia-dentsitateak 500Wh/kg gaindituko ditu eta eskala handiko ekoizpena benetan ezaguna izango da.

Oro har, egoera solidoko bateria guztiak, batez ere korronte handiko aplikazioetarako, hala nola automobilak, industrializazio eskalatik urrun daude eta gehiago berritu eta kostuen kontrola behar dute.

Zergatik diote batzuek produkzio masiboa gertu dagoela, eta beste batzuek 10 urte beharko dituztela?

Asma dezakezun bezala, gaur egun ekoizpen masiborako iragartzen diren "egoera solidoko bateriak" guztiak ez dira egoera solidoko bateriak, egoera erdi-solidoko bateriak baizik.

Pila erdi solidoek elektrolito solido bat izan ohi dute elektrodo batean eta elektrolito likidoa bestean. Pila erdi solidoekin esperimentatzen ari den jende askok erabilera komertzial azkarra dute. Esaterako, Toyotak tranbietarako bateria solido guztiak garatzeari jarri dio aurre, baina pixkanaka bateria "erdi solidoekin" hasiko dela dio.

Ning De-k eskala handiko ekoizpenerako 10 urte beharko zirela esan zuenean, egoera solidoko bateria guztiak esan nahi zituen, eta hori zen helburua.

Toyota eta QuantumScape-ren egoera solidoko bateriak mehatxu bat izango al dute startupentzat?

Egoera solidoko bateriaren garapenaren ikuspegitik.

Europako eta Amerikako herrialdeetako bateria teknologikoen berrikuntza batik bat startupek zuzentzen dute. Enpresa txikiak Europako eta Amerikako herrialdeetako berrikuntzaren arduradunak direnez, eta enpresa handiek berrikuntza-arazoak fusio eta erosketen bidez konpontzen dituztelako, ez dago sakon aztertu beharrik.

Japonian automobilgintza eta makineria tradizionalak dira nagusi, Japoniako enpresa tradizionalak oso aurrera begirakoak direlako eta edozein teknologia berri probatu nahi dutelako.

Txina egoera solidoko bateriaren eremuan nahiko berandu sartu zen. Hala ere, uste dugu egoera solidoko bateriak ez direla komunikabideek deskribatutako bezain ikusgarriak. Ikerketa eta garapenean 1-2 urteko tartea badago ere, ez da nahikoa buruko bateria konpainiaren posizioa iraultzea.

Lehenik eta behin, litiozko bateriak nagusi bihurtzen diren heinean, azkar hobetuko dira. Egungo bertsio likidoa, edo, hobetzen jarraituko du, batez ere urtero, 5 urte, 10 urtetan % 30eko hobekuntza lortzen baduzu, hobetutako bateriaren eraginkortasuna egoera solidoko bateriaren antzekoa izango da.

Bigarrenik, egoera solidoko bateriaren teknologia berritzailea erraz integra daiteke enpresetan. Egoera solidoko bateria litiozko bateriaren ibilbidea ere bada. Litiozko bateriaren ibilbidean, teknologia hobetu hauek erraz bil ditzakete puntako enpresek. Baterien teknologia berriaren aurrerapenerako, fabrika bat eraikitzeko atalasea eta arriskua oso handiak dira, beraz, jende askok teknologia puntako enpresei salduko die, eskala azkar handitu dezaketenak. Egoera solidoko bateriaren teknologia hutsune erlatiboa txikia da eta sorta handiaren abantaila garrantzitsuagoa da, jakina, egoera solidoko bateriaren merkaturatzean.