Op 19 november vond het 2e Technology and Industry Development Forum plaats in Kunshan. Tijdens de openingsceremonie van het forum nodigde Qingtao (Kunshan) Energy Development Co., Ltd. gasten uit om de eerste solid-state lithiumbatterijproductielijn in China te bezoeken. Naar verluidt kan deze productielijn 10,000 solid-state batterijen per dag produceren en kan de energiedichtheid van de batterijen meer dan 400 Wh bereiken. Op dit moment zullen de producten voornamelijk worden gebruikt in high-end digitale en andere velden, en naar verwachting zullen ze in 2020 het veld betreden om batterijen te leveren voor autobedrijven. Zodra dit nieuws naar buiten kwam, was het bijna een sensatie in de branche.

Krachtige lithiumbatterijen vormen het hart van elektrische voertuigen en de prijs neemt ook meer dan de helft van het hele voertuig in beslag. Daarom is batterijtechnologie erg belangrijk voor de ontwikkeling van de nieuwe energie-industrie. Als het huidige knelpunt van de capaciteit van lithiumbatterijen op waterbasis niet kan worden doorbroken, zal de hele industrie waarschijnlijk in een moeilijkere situatie terechtkomen. In de toekomst zullen niet alleen gezinsauto’s, maar zelfs voertuigen elektrische energie moeten gebruiken en zullen de eisen voor batterijen nog hoger zijn. Daarom zijn vastestofbatterijen met een hogere plasticiteit de richting van de inspanningen van veel bedrijven geworden, waaronder internationaal gerenommeerde autobedrijven zoals Toyota, BMW, Mercedes-Benz en Volkswagen, evenals grote bedrijven die worden gefinancierd door het ministerie van Economische Zaken van Japan, zijn begonnen zich op dit gebied in te zetten.

In deze productielijndisplay van Kunshan Qingtao Company zagen mensen dit: nadat een batterijpakket met slechts de dikte van een vingernagel met een schaar was gesneden, explodeerde het niet alleen niet, maar kreeg het zelfs normaal stroom. Bovendien, zelfs als het tienduizenden keren werd gebogen, nam de batterijcapaciteit niet meer dan 5% af en de batterij brandde of explodeerde niet na acupunctuur. In feite hebben solid-state lithiumbatterijen veel voordelen. Omdat elektrolyten in vaste toestand niet-ontvlambaar, niet-corrosief, niet-vluchtig en niet-lekkage zijn, zullen ze geen spontane ontbranding in het voertuig veroorzaken, wat de veiligheid aanzienlijk verbetert. Het is inderdaad een soort Ideaal batterijmateriaal voor elektrische voertuigen.

Op dit moment worden reguliere elektrische voertuigen vaak gebruikt, in feite zijn er bepaalde defecten, omdat het ternaire lithiummateriaal, ongeacht de chemische structuur of de batterijstructuur, heel gemakkelijk warmte genereert. Als de druk niet op tijd kan worden overgedragen, bestaat het risico dat de batterij ontploft, en ook de meeste zelfontbrandingsincidenten van elektrische voertuigen die dit jaar hebben plaatsgevonden, zijn hieraan te wijten. En in termen van uithoudingsvermogen heeft de enkele energiedichtheid van ternaire lithiumbatterijen momenteel een knelpunt en is het moeilijk om door te breken. Als u de energiedichtheid wilt verhogen, kunt u alleen het nikkelgehalte verhogen of CA toevoegen, maar de thermische stabiliteit van hoog nikkel is erg slecht en is vatbaar voor gewelddadige reacties. Daarom kan op dit moment alleen een afweging worden gemaakt tussen batterijcapaciteit en veiligheid.

Zelfs Toyota, dat erg goed is in technologie en technologisch onderzoek en ontwikkeling, zei dat solid-state batterijen in 2030 niet in staat zullen zijn om massaproductie te realiseren. staat batterijen. In feite, aangezien solid-state batterijen geen vloeistofinfiltratie vereisen en alleen vaste elektrolyten nodig hebben om de positieve en negatieve platen te scheiden, wordt de keuze van metalen materialen zeer kritisch. De grootste uitdaging van deze technologie is dat de algehele geleidbaarheid van de vaste elektrolyt lager is dan die van de vloeibare elektrolyt, wat leidt tot de algehele lage snelheid van de huidige vastestofbatterij en een grote interne weerstand. Daarom kan de solid-state batterij tijdelijk niet voldoen aan de eisen van snelladen. Vereisen. De elektrische geleidbaarheid heeft echter een zeer grote relatie met temperatuur, dus werken bij een hogere temperatuur zal de batterij beter laten presteren. Bovendien moet de geleidbaarheid van de batterij op een normaal niveau worden gehouden en kan een te hoge of te lage stroom andere problemen veroorzaken.

Tegenwoordig is de onderzoeks- en ontwikkelingstechnologie van ternaire lithiumbatterijen door bedrijven onder leiding van Panasonic en CATL al goed ingeburgerd. Zelfs als solid-state lithiumbatterijen in korte tijd worden ontwikkeld, is het moeilijk om massaproductie te realiseren. Wanneer een nieuwe technologie de wereld in gaat, is het immers altijd nodig dat het bedrijf het bijbehorende productvolume en de bijbehorende outputcapaciteit heeft om grootschalige promotie en toepassing te realiseren. Hoewel de huidige solid-state lithiumbatterijen nog steeds met veel problemen kampen en voorlopig niet veel voordeel hebben in energiedichtheid, hebben ze wel een zeer hoge veiligheid. Als er geschikte metalen materialen kunnen worden ontwikkeld, misschien wel de hele lithiumbatterij. De industrie zal nieuwe doorbraken inluiden. Dit is wat we willen zien. Niet-aflatend onderzoek is immers de ware wetenschappelijke onderzoeksgeest. De energiedichtheidsverhouding verwijst naar de capaciteit van de batterij per gewichtseenheid. Cilindrisch monomeer wordt berekend volgens de huidige binnenlandse mainstream 18650 (1.75AH), de energiedichtheidsverhouding kan 215WH/kg bereiken, en het vierkante monomeer wordt berekend volgens 50AH en de energiedichtheidsverhouding kan 205WH/kg bereiken. Het systeemgroeperingspercentage is ongeveer 60% voor 18650 en het vierkant is ongeveer 70%. (De systeemgroeperingssnelheid kan worden voorgesteld door ham in de doos te plaatsen. De opening tussen vierkante hammen is kleiner, dus de systeemgroeperingssnelheid is hoger.)

Op deze manier is de energiedichtheidsverhouding van het 18650-batterijpakketsysteem ongeveer 129 WH / kg en de energiedichtheidsverhouding van het vierkante batterijpakketsysteem ongeveer 143 WH / kg. Wanneer de energiedichtheidsverhouding van 18650 en vierkante cellen in de toekomst hetzelfde bereikt, zullen vierkante lithiumbatterijpakketten met een hogere groeperingssnelheid meer voor de hand liggende voordelen hebben.

Vergroting

Laad-/ontlaadsnelheid = laad-/ontlaadstroom/nominale capaciteit, hoe hoger de snelheid, hoe sneller de laadsnelheid die door de batterij wordt ondersteund. De in eigen land vervaardigde mainstream horizontale energiebatterij 18650 is ongeveer 1C, en het vierkant kan ongeveer 1.5-2C bereiken (met goed thermisch beheer), en er is nog enige afstand van het beleidsdoel van 3C. Het is echter heel goed mogelijk dat het vierkante fabricageproces steeds perfecter wordt om de gestelde doelstelling 3C te bereiken.