9-р сарын 2020-нд Вэйлай зохион байгуулсан “7NIODay” арга хэмжээний үеэр “Одоогийн хамгийн дэвшилтэт технологийн интеграцчлал” гэгддэг ET7-ийн албан ёсны нээлтээс гадна Weilai ET2022 нь хатуу төлөвт батерейгаар тоноглогдсон болохыг зарлав. 360 оны 7-р улиралд болно. Зах зээл дээр түүний эрчим хүчний нягтрал 1,000Wh/kg хүрдэг ба хатуу төлөвт батерейгаар Weilai ETXNUMX-ийн миль нь нэг цэнэглэлтээр XNUMX гаруй километрт хүрэх боломжтой.

However, Li Bin, the founder of Weilai, was silent on the supplier of solid-state batteries, saying only that Weilai Automobile has a very close cooperative relationship with solid-state battery suppliers and is definitely the industry’s leading company. Based on Li Bin’s words, the outside world suspects that this solid-state battery supplier is likely to be in the Ningde era.

Гэхдээ NIO-ийн хатуу төлөвт батерей нийлүүлэгч нь хэн байхаас үл хамааран хатуу төлөвт батерей нь шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийг хөгжүүлэх олон асуудлыг шийдвэрлэх хамгийн сайн шийдэл бөгөөд эрчим хүчний батерейны салбарын хөгжлийн чухал чиглэл юм.

A person in the power battery industry believes that solid-state batteries will be the technological commanding heights of the next generation of high-performance power batteries. “The field of solid-state batteries has entered the stage of an’arms race’ with many market participants, including car companies, power battery companies, investment institutions, and scientific research. Institutions and others are playing games in the three aspects of capital, technology, and talent. If they don’t seek change, they will be out of the game.”

Дэлхий даяар цахилгаан батерей

Эрчим хүчний батерейны үйлдвэрлэлийн халаалт, хөргөлт нь шинэ эрчим хүчний автомашины үйлдвэрлэлээс салшгүй холбоотой бөгөөд шинэ эрчим хүчний автомашины зах зээл аажмаар сэргэснээр цахилгаан батерейны үйлдвэрлэлийн өрсөлдөөн улам ширүүн болж байна.

Эрчим хүчний батарейг шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн “зүрх” гэж нэрлэдэг бөгөөд тээврийн хэрэгслийн өртгийн 30-40% -ийг эзэлдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ шалтгааны улмаас цахилгаан батерейны үйлдвэрлэл нь автомашины үйлдвэрлэлийн дараагийн эрин үеийн нээлтийн цэг гэж тооцогддог байв. Гэсэн хэдий ч бодлого суларч, гадаадын брэндүүд буцаж ирснээр цахилгаан батерейны салбар ч шинэ эрчим хүчний автомашины үйлдвэртэй адил хүнд сорилтуудтай тулгарч байна.

Ниндэгийн эрин хамгийн анхны хүнд сорилтуудтай тулгарсан.

13-р сарын 2020-нд Өмнөд Солонгосын зах зээлийн судалгааны байгууллага SNEResearch 2020 онд дэлхийн цахилгаан батерейны зах зээлийн талаарх холбогдох мэдээллийг зарлалаа. Тоо баримтаас харахад 137 онд дэлхийн цахилгаан автомашины батерейны суурилагдсан хүчин чадал 17 ГВт цаг хүрч, өмнөх оны мөн үетэй харьцуулахад нэмэгдэнэ. 34%, үүнээс CATL дөрөв дэх жилдээ аварга болсон бөгөөд жилийн суурилагдсан хүчин чадал нь 2GWh-д хүрч, өнгөрсөн оны мөн үеэс XNUMX%-иар өссөн байна.

Цахилгаан батерейны компаниудын хувьд суурилагдсан хүчин чадал нь тэдний зах зээлийн байр суурийг тодорхойлдог. Хэдийгээр CATL-ийн суурилагдсан хүчин чадал давуу талтай хэвээр байгаа ч дэлхийн бизнесийн өсөлтийн өсөлтийн үүднээс авч үзвэл CATL-ийн суурилагдсан хүчин чадал дэлхийн өсөлтийн хурдаас хамаагүй доогуур байна. LG Chem, Panasonic, SKI зэрэг Япон, Солонгосын цахилгаан батерейны компаниуд хурдацтай өргөжиж байгаа нь эргэлзээгүй.

Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн татаасын бодлогыг 2013 онд албан ёсоор нэвтрүүлснээс хойш шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэлтэй нягт холбоотой цахилгаан батерейны салбар хурдацтай хөгжлийг эхлүүлсэн.

2015 оноос хойш ҮХААЯ-наас “Автомашины эрчим хүчний аккумуляторын салбарын стандарт, стандарт”, “Цахилгаан аккумлятор үйлдвэрлэгчдийн лавлах” зэрэг бодлогын баримт бичгүүдийг гаргасан. Япон, Өмнөд Солонгосын цахилгаан батерейны компаниуд “хөөгдсөн” бөгөөд дотоодын цахилгаан батерейны салбарын хөгжил дээд цэгтээ хүрсэн.

Гэсэн хэдий ч 2019 оны 2020-р сард бодлого чангатгаж, босго өндөр, маршрутыг өөрчилснөөр олон тооны цахилгаан батерейны компаниуд тэмцлийн үеийг туулж, эцэст нь алга болсон. 20 он гэхэд дотоодын цахилгаан батарей үйлдвэрлэдэг компаниудын тоог XNUMX гаруй болгож бууруулсан.

Үүний зэрэгцээ гадаадын хөрөнгө оруулалттай цахилгаан батерейны компаниуд Хятадын зах зээлд өөх тосыг зөөхөд бэлэн болоод удаж байна. 2018 оноос хойш Samsung SDI, LG Chem, SKI зэрэг Япон, Солонгосын цахилгаан батерейны компаниуд Хятадын зах зээлийн “сөрөг довтолгоог” хурдасгаж, цахилгаан батерейны үйлдвэрлэлийн хүчин чадлыг өргөтгөж эхэлсэн. Үүний дотор Samsung SDI, LG Chem компанийн эрчим хүчний аккумляторын үйлдвэрүүд дуусч үйлдвэрлэлд оржээ. Дотоодын цахилгаан батерейны зах зээл Хятад, Япон, Өмнөд Солонгосын “Гурван хаант улсын аллага” загварыг танилцуулж байна.

Хамгийн түрэмгий нь LG Chem юм. Теслагийн Shanghai Gigafactory үйлдвэрлэсэн Model 3 цуврал нь LG Chem-ийн батерейг ашигладаг тул LG Chem-ийн хурдацтай өсөлтөд түлхэц өгөөд зогсохгүй Ниндэгийн эрин үеийг хаасан юм. 2020 оны эхний улиралд гуравдугаарт бичигдэж байсан LG Chem нэг цохилтоор Ниндэгийн эрин үеийг давж, зах зээлд эзлэх хувьтай дэлхийн хамгийн том цахилгаан батерейны компани болов.

Үүний зэрэгцээ BYD бас довтолгоо эхлүүлэв.

In March 2020, BYD released blade batteries and began supplying them to third-party car companies. Wang Chuanfu said, “Under the grand strategy of full opening up, the independent split of BYD Battery has been put on the agenda, and it is expected to conduct an IPO around 2022.”

Үнэн хэрэгтээ ир батерейнууд нь батерейны үйлдвэрлэл, боловсруулалтын технологийг сайжруулахад чиглэгддэг бөгөөд материал, технологийн дэвшилтэт шинэлэг зүйл байдаггүй. Одоогийн байдлаар цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд түгээмэл хэрэглэгддэг гурвалсан лити батерей болон лити төмрийн фосфатын батерей нь лити-ион батерей бөгөөд хамгийн өндөр эрчим хүчний нягтралтай лити батерей нь 260 Вт цаг/кг байна. Лити-ион батерейны эрчим хүчний нягтрал хязгаарт ойрхон байна гэж салбарынхан ерөнхийд нь үздэг. 300Wh / кг-аас хэтрэх нь хэцүү байдаг.

Хоёр дахь хагас хөзрийн тоглоом эхэллээ

An undeniable fact is that whoever can break through the technical bottleneck first will be able to seize the opportunity in the second half.

2019 оны арванхоёрдугаар сарын эхээр ҮХААЯ-наас “Шинэ эрчим хүчний автомашины үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх төлөвлөгөө (2021-2035)”-ийг гаргасан бөгөөд үүнд хатуу төлөвт эрчим хүчний батерейны технологийг “Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн гол цөм” болгон судалгаа, боловсруулалтыг эрчимжүүлэх, үйлдвэржүүлэх зэрэг багтсан. Технологийн судалгааны төсөл”. Хатуу төлөвт батерейг үндэсний стратегийн түвшинд хүргэх.

In recent years, mainstream automobile companies at home and abroad, such as Toyota, Nissan Renault, GM, BAIC, and SAIC, have begun to step up the R&D and industrialization of solid-state batteries. At the same time, battery companies such as Tsingtao Energy, LG Chem, and Massachusetts Solid Energy Preparations for the construction of solid-state battery factories have also begun, including solid-state battery production lines that have already been put into operation.

Уламжлалт лити батерейтай харьцуулахад хатуу төлөвт батерейнууд нь эрчим хүчний нягтрал өндөр, аюулгүй байдал сайтай, жижиг хэмжээтэй гэх мэт олон давуу талтай бөгөөд салбарынхан эрчим хүчний батерейг хөгжүүлэх чиглэл гэж үздэг.

Электролитийг электролит болгон ашигладаг литийн батерейгаас ялгаатай нь хатуу төлөвт батерейны технологи нь литийн болон натригаар хийсэн хатуу шилэн нэгдлүүдийг дамжуулагч материал болгон ашигладаг. Хатуу дамжуулагч материал нь шингэн чанаргүй тул литийн дендритын асуудал аяндаа шийдэгдэж, тогтвортой байдлыг хангах завсрын диафрагм болон бал чулууны анод материалыг зайлуулж, маш их зай хэмнэх боломжтой. Ийм байдлаар батерейны хязгаарлагдмал зайд электродын материалын эзлэх хувийг аль болох ихэсгэж, улмаар эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлэх боломжтой. Онолын хувьд хатуу төлөвт батерейнууд нь 300Wh/kg-ээс их эрчим хүчний нягтралд амархан хүрч чадна. Энэ удаад Вэйлай түүний ашигладаг хатуу төлөвт батерейнууд нь 360Wh/kg-ийн хэт өндөр эрчим хүчний нягтралд хүрсэн гэж мэдэгдэв.

The above-mentioned industry insiders also believe that this battery will be an important step towards the future of electrification. The energy density of solid-state batteries is expected to reach two to three times that of current lithium-ion batteries, and will be lighter, longer life, and safer than current batteries.

Аюулгүй байдал нь цахилгаан батерейны салбарт үргэлж сүүдэр байсаар ирсэн.

Манай улс 2020 онд нийт 199 автомашиныг эргүүлэн татсан бөгөөд үүнд 6,682,300 автомашин хамрагдсанаас шинэ эрчим хүчний 31 автомашиныг эргүүлэн татсан байна. Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийг дахин боловсруулахад цахилгаан батерей нь дулааны алдагдал, аяндаа шаталт зэрэг аюулгүй байдлын болзошгүй аюулыг агуулж болно. Энэ нь шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн дахин боловсруулалт хэвээр байна. гол шалтгаан. Үүний эсрэгээр хатуу электролитийн хамгийн том онцлог нь тэдгээрийг шатаахад хялбар биш бөгөөд ингэснээр шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн аюулгүй байдлыг үндсээр нь сайжруулдаг.

Toyota entered the field of solid-state batteries very early. Since 2004, Toyota has been developing all-solid-state batteries and has accumulated first-hand solid-state battery technology. In May 2019, Toyota exhibited samples of its all-solid-state battery that is in the trial production stage. According to Toyota’s plan, it plans to increase the energy density of solid-state batteries to more than twice the energy density of existing lithium batteries by 2025, which is expected to reach 450Wh/kg. By then, electric vehicles equipped with solid-state batteries will have a significant increase in cruising range, which is comparable to current fuel vehicles.

Үүний зэрэгцээ, BAIC New Energy нь хатуу төлөвт батерейны системээр тоноглогдсон анхны цэвэр цахилгаан прототип машиныг ашиглалтад оруулж дууссанаа зарлав. 2020 оны эхээр BAIC New Energy компани “2029 оны төлөвлөгөө”-г зарласан бөгөөд үүнд лити-ион батерей, хатуу төлөвт батерей, түлшний “гурвыг нь нэг” эрчим хүчний хөтчийн систем бүхий төрөлжүүлсэн эрчим хүчний системийг барихаар тусгасан. эсүүд.

Удахгүй болох энэхүү ширүүн тулалдаанд Ниндэгийн эрин үе ч мөн тохирох зохион байгуулалтыг хийсэн.

2020 оны XNUMX-р сард CATL-ийн дарга Зенг Юцюн жинхэнэ хатуу төлөвт батерейнд энергийн нягтралыг нэмэгдүүлэхийн тулд сөрөг электрод болох лити металл хэрэгтэйг илчилсэн. CATL нь хатуу төлөвт батерей болон бусад технологийн дэвшилтэт судалгаа, бүтээгдэхүүний R&D-д хөрөнгө оруулалт хийсээр байна.

Мэдээжийн хэрэг, эрчим хүчний батерейны салбарт хатуу төлөвт батерейнд суурилсан гацах тулаан чимээгүйхэн эхэлсэн бөгөөд хатуу төлөвт батерейнд суурилсан технологийн удирдлага нь цахилгаан батерейны салбарт гол цэг болох нь тодорхой.

Хатуу төлөвт батерейнууд дөнгөтэй тулгарсан хэвээр байна

SNEResearchd-ийн тооцоолсноор, манай улсын хатуу төлөвт батерейны зах зээлийн хэмжээ 3 онд 2025 тэрбум юань, 20 онд 2030 тэрбум юаньд хүрэх төлөвтэй байна.

Зах зээлийн асар том орон зайг үл харгалзан хатуу төлөвт батерейны технологи, өртөг зардал хоёр том асуудалтай тулгардаг. Одоогийн байдлаар дэлхий дээр хатуу төлөвт батерейны хатуу электролитийн гурван үндсэн материал систем байдаг, тухайлбал полимер бүх хатуу, исэл бүх хатуу, сульфид бүх хатуу электролитууд. Вэйлайгийн дурдсан хатуу төлөвт батерей нь үнэндээ хагас хатуу батерей, өөрөөр хэлбэл шингэн электролит ба исэл хатуу электролитийн холимог юм.

From the perspective of mass production possibilities, solid-state batteries can indeed solve the current safety issues of liquid batteries. However, because the conductivity of the first two material systems is a theoretical problem rather than a process problem, it still needs a certain amount of R&D investment to solve it. In addition, the “production hazards” of the sulfide system cannot be effectively dealt with temporarily. And the cost problem is bigger.

Хатуу төлөвт батерейг үйлдвэржүүлэх зам байнга саадтай хэвээр байна. Хэрэв та хатуу төлөвт батерейны эрчим хүчний нягтралын урамшууллыг үнэхээр эдлэхийг хүсч байвал лити металлын сөрөг электродын системийг илүү өндөр эрчим хүчний нягтралаар солих хэрэгтэй. Үүнийг хатуу төлөвт батерейны аюулгүй байдлыг хангах замаар хийж болох бөгөөд батерейны эрчим хүчний нягтрал 500 Вт/кг-аас дээш байх боломжтой. Гэхдээ энэ хүндрэл маш их хэвээр байна. Хатуу төлөвт батерейны судалгаа, хөгжүүлэлт нь үйлдвэржилтээс хол байгаа лабораторийн шинжлэх ухааны туршилтын шатандаа байна.

Үүний нэг жишээ бол 2020 оны 500-р сард Nezha Motors хатуу төлөвт батерейгаар тоноглогдсон Nezha U-ийн шинэ загварыг гаргасан. Нежа Моторс компанийн мэдээлснээр, Нежа У өнгөрсөн оны аравдугаар сард Аж үйлдвэр, мэдээллийн технологийн яаманд тайлагнахаар төлөвлөж байна. 500 ширхэг үйлдвэрлэсэн. Гэсэн хэдий ч одоогийн байдлаар XNUMX Nezha хатуу төлөвт аккумлятортой машин байхгүй хэвээр байна.

Гэсэн хэдий ч хатуу төлөвт батерей нь боловсорч гүйцсэн технологитой байсан ч масс үйлдвэрлэл нь шингэн лити батерейгаар зардлын өрсөлдөөнийг шийдвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна. Ли Бин мөн хэлэхдээ, хатуу төлөвт батерейг олноор үйлдвэрлэхэд хүндрэлтэй байгаа нь өртөг нь хэтэрхий өндөр, зардлын асуудал нь хатуу төлөвт батерейны технологийг арилжаанд оруулах явдал юм. Хамгийн том сорилт.

Үндсэндээ аялалын хүрээ ба ашиглалтын зардал (тээврийн хэрэгслийн бүхэл бүтэн зардал болон солих батерей) нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн сул холбоос хэвээр байгаа бөгөөд аливаа шинэ технологийн амжилт нь эдгээр хоёр том асуудлыг нэгэн зэрэг шийдвэрлэх ёстой. Тооцооллын дагуу графит сөрөг электродыг мөн ашигладаг хатуу төлөвт батерейны нийт өртөг нь 158.8$/кВт.ц байгаа нь шингэн батерейны нийт өртөг 34$/кВт.цагаас 118.7%-иар өндөр байна.

Ерөнхийдөө хатуу төлөвт батерейнууд шилжилтийн шатандаа байгаа тул техникийн болон зардлын асуудлыг яаралтай шийдвэрлэх шаардлагатай байна. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний батерейны үйлдвэрлэлийн хувьд хатуу төлөвт батерейнууд тоглоомын хоёрдугаар хагаст өндөр түвшинд хэвээр байна.

Зайны технологийн шинэ эргэлт ирж байгаа бөгөөд тулааны хоёрдугаар хагаст хэн ч хоцрохыг хүсэхгүй байна.