9-yanvar kuni Weilai tomonidan o’tkazilgan “2020NIODay” da, “hozirgi eng ilg’or texnologiya integratsiyasi” sifatida tanilgan ET7 ning rasmiy debyutidan tashqari, Weilai ET7 qattiq holatda batareyalar bilan jihozlanganligi ham e’lon qilindi. 2022 yilning to’rtinchi choragida bo’ladi. Bozorda uning energiya zichligi 360Wh / kg ga etadi va qattiq holatdagi akkumulyatorlar bilan Weilai ET7 ning kilometri bir zaryadda 1,000 kilometrdan ortiq masofani bosib o’tishi mumkin.

Biroq, Weilai asoschisi Li Bin qattiq batareyalar yetkazib beruvchisi haqida jim bo’lib, faqat Weilai Automobile qattiq holatdagi akkumulyator etkazib beruvchilari bilan juda yaqin hamkorlik aloqalariga ega ekanligini va, albatta, sanoatning etakchi kompaniyasi ekanligini aytdi. Li Binning so’zlariga asoslanib, tashqi dunyo bu qattiq holatda batareya yetkazib beruvchisi Ningde davrida bo’lishi mumkin deb gumon qilmoqda.

Lekin NIO ning qattiq batareyalar yetkazib beruvchisi kim bo’lishidan qat’iy nazar, qattiq batareyalar yangi energiya vositalarini ishlab chiqishda ko’plab muammolarni hal qilishning eng yaxshi yechimidir va ular ham energiya akkumulyatori sanoatida muhim rivojlanish yo’nalishi hisoblanadi.

Energiya akkumulyatori sanoati bilan shug’ullanadigan kishi, qattiq holatdagi batareyalar keyingi avlod yuqori samarali quvvat akkumulyatorlarining texnologik boshqaruv balandligi bo’lishiga ishonadi. “Qattiq holatdagi akkumulyatorlar sohasi ko’plab bozor ishtirokchilari, jumladan, avtomobil kompaniyalari, energiya akkumulyatorlari kompaniyalari, investitsiya institutlari va ilmiy tadqiqotlar bilan qurollanish poygasi bosqichiga kirdi. Institutlar va boshqalar kapital, texnologiya va iste’dodning uchta jihatida o’yin o’ynashmoqda. Agar ular o’zgarishga intilmasalar, o’yindan chetda qolishadi».

Butun dunyo bo’ylab quvvat batareyasi

Energiya akkumulyatori sanoatini isitish va sovutish yangi energiya avtomobil sanoatidan ajralmasdir va yangi energiya avtomobil bozorining bosqichma-bosqich tiklanishi bilan energiya akkumulyatori sanoatida raqobat tobora kuchayib bormoqda.

Shuni ta’kidlash kerakki, quvvat akkumulyatori yangi energiya vositalarining “yuragi” sifatida tanilgan, bu avtomobil narxining 30% dan 40% gacha. Shu sababli, quvvat akkumulyatori sanoati bir vaqtlar avtomobil sanoatining keyingi davridagi yutuq nuqtasi deb hisoblangan. Biroq, siyosatning sovishi va xorijiy brendlarning qaytishi bilan quvvat akkumulyatori sanoati ham yangi energiya avtomobil sanoati kabi jiddiy muammolarga duch kelmoqda.

Ningde davri birinchi bo’lib og’ir qiyinchiliklarga duch keldi.

13-yanvar kuni Janubiy Koreyaning SNEResearch bozor tadqiqot tashkiloti 2020-yilda jahon energiya akkumulyatorlari bozori bo‘yicha tegishli ma’lumotlarni e’lon qildi. Ma’lumotlar shuni ko‘rsatadiki, 2020 yilda elektr transport vositalaridagi quvvat akkumulyatorlarining global o‘rnatilgan quvvati 137 GVt/soatni tashkil etadi, bu o‘tgan yilning shu davriga nisbatan o‘sishdir. 17%, shundan CATL ketma-ket to’rtinchi yil chempionlikni qo’lga kiritdi va yillik o’rnatilgan quvvat 34 GWh ga yetdi, bu o’tgan yilga nisbatan 2% ga o’sdi.

Energiya akkumulyatori kompaniyalari uchun o’rnatilgan quvvat ularning bozordagi o’rnini belgilaydi. CATLning o’rnatilgan quvvati hali ham ustunlikni saqlab qolsa-da, global biznes o’sishining o’sishi nuqtai nazaridan, CATLning o’rnatilgan quvvati global o’sish sur’atlaridan ancha past. Shubhasiz, LG Chem, Panasonic va SKI tomonidan taqdim etilgan Yaponiya va Koreya quvvat akkumulyatorlari kompaniyalari tez sur’atlar bilan kengayib bormoqda.

Yangi energiya vositalarini subsidiyalash siyosati 2013-yilda rasman joriy etilganligi sababli, yangi energiya avtomobil sanoati bilan chambarchas bog’liq bo’lgan quvvat akkumulyatori sanoati bir vaqtlar jadal rivojlanishni boshladi.

2015 yildan so’ng Sanoat va axborot texnologiyalari vazirligi “Avtomobil quvvati akkumulyatori sanoati standartlari va standartlari” va “Quvvat batareyasi ishlab chiqaruvchilari ma’lumotnomasi” kabi dasturiy hujjatlarni chiqardi. Yaponiya va Janubiy Koreyaning energiya akkumulyatorlari kompaniyalari “quvib chiqarildi” va mahalliy energiya akkumulyatorlari sanoatining rivojlanishi eng yuqori cho’qqiga chiqdi.

Biroq, 2019 yil iyun oyida qat’iylashtirilgan siyosat, yuqori chegaralar va marshrutlarning o’zgarishi bilan ko’plab quvvat akkumulyatorlari kompaniyalari kurash davrini boshdan kechirdilar va oxir-oqibat yo’qoldi. 2020 yilga kelib, mahalliy energiya akkumulyatorlari ishlab chiqaruvchi kompaniyalar soni 20 dan ortiqgacha qisqartirildi.

Shu bilan birga, xorijiy sarmoyaviy quvvat akkumulyatorlari kompaniyalari uzoq vaqtdan beri Xitoy bozorida yog’ni ko’chirishga tayyor. 2018 yildan boshlab Yaponiya va Koreyaning Samsung SDI, LG Chem, SKI va boshqalar kabi akkumulyator batareyalari kompaniyalari Xitoy bozorining “qarshi hujumi” ni tezlashtirishga va quvvat akkumulyatorlarini ishlab chiqarish hajmini kengaytirishga kirishdilar. Ular orasida Samsung SDI va LG Chem kompaniyalarining quvvat akkumulyatorlari zavodlari qurib bitkazildi va ishlab chiqarishga topshirildi. Mahalliy quvvatli batareyalar bozori Xitoy, Yaponiya va Janubiy Koreyaning “Uch qirollik o’ldirishi” namunasini taqdim etadi.

Eng tajovuzkor – LG Chem. Teslaning Shanxay Gigafactory tomonidan ishlab chiqarilgan Model 3 seriyasi LG Chem batareyalaridan foydalanganligi sababli, u nafaqat LG Chemning tez o’sishiga turtki bo’ldi, balki Ningde davrini ham to’sib qo’ydi. 2020 yilning birinchi choragida dastlab uchinchi o‘rinni egallagan LG Chem Ningde davrini bir zarbada ortda qoldirdi va bozor ulushiga ega dunyodagi eng yirik quvvat akkumulyator kompaniyasiga aylandi.

Shu bilan birga, BYD ham hujum boshladi.

2020-yil mart oyida BYD pichoqli akkumulyatorlarni chiqardi va ularni uchinchi tomon avtomobil kompaniyalariga yetkazib berishni boshladi. Vang Chuanfu shunday dedi: “To’liq ochilishning katta strategiyasiga ko’ra, BYD batareyasining mustaqil bo’linishi kun tartibiga kiritilgan va u 2022 yilda IPO o’tkazishi kutilmoqda”.

Darhaqiqat, pichoqli batareyalar ko’proq batareyalarni ishlab chiqarish va qayta ishlash texnologiyasini takomillashtirishga qaratilgan va materiallar va texnologiyada hech qanday yangilik yo’q. Hozirgi vaqtda elektr transport vositalarida tez-tez ishlatiladigan uchlik lityum batareya va lityum temir fosfat batareyasi ikkala lityum-ion batareyalardir va eng yuqori energiya zichligiga ega lityum batareya 260Wh / kg ni tashkil qiladi. Sanoat odatda lityum-ionli batareyalarning energiya zichligi chegaraga yaqin deb hisoblaydi. 300Wh / kg dan oshib ketish qiyin.

Ikkinchi bo’lim karta o’yini boshlandi

Inkor etib bo’lmaydigan fakt shuki, kim birinchi bo’lib texnik darbog’ni yorib o’ta olsa, ikkinchi bo’limda imkoniyatdan foydalana oladi.

2019-yilning dekabr oyida Sanoat va axborot texnologiyalari vazirligi “Yangi energiya vositalari sanoatini rivojlantirish rejasi (2021-2035)”ni e’lon qildi, unda “Yangi energiya avtomobili yadrosi” sifatida qattiq holatda quvvatli akkumulyator batareyasi texnologiyasini ilmiy-tadqiqot ishlarini tezlashtirish va sanoatlashtirish kiradi. Texnologik tadqiqotlar loyihasi”. Qattiq holatdagi batareyani milliy strategik darajaga ko’taring.

So’nggi yillarda Toyota, Nissan Renault, GM, BAIC va SAIC kabi mahalliy va xorijdagi asosiy avtomobil kompaniyalari qattiq holatdagi akkumulyatorlarni ilmiy-tadqiqot va sanoatlashtirishni kuchaytirishni boshladilar. Shu bilan birga, Tsingtao Energy, LG Chem va Massachusets kabi akkumulyator kompaniyalari qattiq batareya zavodlarini qurish uchun qattiq energiya ishlab chiqarishga tayyorgarlik ko’rishni boshladilar, shu jumladan allaqachon ishga tushirilgan qattiq holatda batareya ishlab chiqarish liniyalari.

An’anaviy lityum batareyalar bilan taqqoslaganda, qattiq holatdagi batareyalar yuqori energiya zichligi, yaxshi xavfsizlik va kichikroq o’lchamlar kabi ko’plab afzalliklarga ega va sanoat tomonidan quvvat batareyalarining rivojlanish yo’nalishi hisoblanadi.

Elektrolitlarni elektrolitlar sifatida ishlatadigan lityum batareyalardan farqli o’laroq, qattiq holatdagi batareyalar texnologiyasi o’tkazuvchan materiallar sifatida lityum va natriydan tayyorlangan qattiq shisha birikmalaridan foydalanadi. Qattiq Supero’tkazuvchilar materialning suyuqligi yo’qligi sababli, lityum dendritlar muammosi tabiiy ravishda hal qilinadi va barqarorlikni ta’minlash uchun oraliq diafragma va grafit anodli materialni olib tashlash, ko’p joyni tejash imkonini beradi. Shu tarzda, batareyaning cheklangan maydonida elektrod materiallarining ulushi imkon qadar ko’paytirilishi mumkin va shu bilan energiya zichligini oshiradi. Nazariy jihatdan, qattiq holatdagi batareyalar 300 Vt / kg dan ortiq energiya zichligiga osongina erisha oladi. Bu safar Veylayning ta’kidlashicha, u foydalanadigan qattiq holatdagi batareyalar 360Wh / kg ultra yuqori energiya zichligiga erishgan.

Yuqorida tilga olingan soha mutaxassislari ham ushbu akkumulyator elektrlashtirish kelajagi uchun muhim qadam bo’lishiga ishonishadi. Qattiq holatdagi akkumulyatorlarning energiya zichligi joriy litiy-ion batareyalarga qaraganda ikki-uch baravarga yetishi kutilmoqda va joriy batareyalarga qaraganda engilroq, uzoqroq umr va xavfsizroq bo’ladi.

Xavfsizlik har doim quvvat akkumulyatori sanoatining soyasi bo’lib kelgan.

2020-yilda mening mamlakatimizda jami 199 ta avtomobilni chaqirib olish amalga oshirildi, bunda 6,682,300 31 XNUMX ta avtomobil ishtirok etdi, shundan XNUMX ta yangi energiya taʼminlangan avtomobillar chaqirib olindi. Yangi energiya vositalarini qayta ishlashda quvvat akkumulyatori termal qochib ketish va o’z-o’zidan yonish kabi potentsial xavfsizlik xavfiga ega bo’lishi mumkin. Bu hali ham yangi energiya vositalarini qayta ishlashdir. asosiy sabab. Bundan farqli o’laroq, qattiq elektrolitlarning eng katta xususiyati shundaki, ularni yoqish oson emas va shu bilan yangi energiya vositalarining xavfsizligini tubdan yaxshilaydi.

Toyota qattiq holatdagi akkumulyatorlar sohasiga juda erta kirdi. 2004 yildan beri Toyota to’liq qattiq holatdagi akkumulyatorlarni ishlab chiqdi va birinchi qo’l qattiq holatda batareyalar texnologiyasini to’pladi. 2019-yil may oyida Toyota sinov ishlab chiqarish bosqichida bo‘lgan o‘zining qattiq holatdagi akkumulyatori namunalarini namoyish etdi. Toyota rejasiga ko’ra, u 2025 yilga kelib qattiq holatdagi akkumulyatorlarning energiya zichligini mavjud lityum batareyalarning energiya zichligidan ikki baravar ko’proqqa oshirishni rejalashtirmoqda, bu esa 450 Vt/kg ga yetishi kutilmoqda. O’sha vaqtga kelib, qattiq holatdagi akkumulyatorlar bilan jihozlangan elektr transport vositalari kruiz oralig’ida sezilarli o’sishga ega bo’ladi, bu hozirgi yonilg’i transport vositalari bilan solishtirish mumkin.

Shu bilan birga, BAIC New Energy ham qattiq holatda akkumulyator tizimi bilan jihozlangan birinchi sof elektr prototipli avtomobilni ishga tushirish tugallanganini e’lon qildi. 2020 yil boshida BAIC New Energy kompaniyasi litiy-ionli batareyalar, qattiq xolatli akkumulyatorlar va yoqilg‘idan iborat “uchtasi birda” energiya boshqaruv tizimiga ega diversifikatsiyalangan energiya tizimini qurishni o‘z ichiga olgan “2029-yil rejasi”ni e’lon qildi. hujayralar.

Yaqinlashib kelayotgan shiddatli jang uchun Ningde davri ham tegishli tartibni yaratdi.

2020-yil may oyida CATL raisi Zeng Yuqun, haqiqiy qattiq holatdagi batareyalar energiya zichligini oshirish uchun salbiy elektrod sifatida lityum metallga muhtojligini aniqladi. CATL qattiq xolatli akkumulyatorlar va boshqa texnologiyalar bo‘yicha ilg‘or tadqiqotlar va mahsulot ilmiy-tadqiqot ishlariga sarmoya kiritishda davom etmoqda.

Shubhasiz, quvvat akkumulyatorlari sohasida qattiq holatdagi akkumulyatorlarga asoslangan tiqilinch jangi jimgina boshlandi va qattiq holatdagi batareyalarga asoslangan texnologik etakchilik quvvat akkumulyatorlari sohasida suv havzasiga aylanadi.

Qattiq holatdagi batareyalar hali ham kishanlarga duch keladi

SNEResearchdning hisob-kitoblariga ko’ra, mening mamlakatimning qattiq batareyalar bozori 3 yilda 2025 milliard yuanga va 20 yilda 2030 milliard yuanga yetishi kutilmoqda.

Katta bozor maydoniga qaramay, qattiq holatda batareyalar, texnologiya va narx bilan bog’liq ikkita asosiy muammo mavjud. Hozirgi vaqtda dunyoda qattiq holatdagi akkumulyatorlarda qattiq elektrolitlar uchun uchta asosiy material tizimi mavjud, ya’ni polimer to’liq qattiq, oksidli to’liq qattiq va sulfidli to’liq qattiq elektrolitlar. Weilai tomonidan eslatib o’tilgan qattiq holatdagi batareya aslida yarim qattiq batareyadir, ya’ni suyuq elektrolitlar va oksidli qattiq elektrolitlar aralashmasi.

Ommaviy ishlab chiqarish imkoniyatlari nuqtai nazaridan, qattiq holatdagi akkumulyatorlar suyuq akkumulyatorlarning dolzarb xavfsizligi masalalarini hal qilishi mumkin. Biroq, dastlabki ikkita moddiy tizimning o’tkazuvchanligi jarayon muammosi emas, balki nazariy muammo bo’lganligi sababli, uni hal qilish uchun hali ham ma’lum miqdordagi AR-GE sarmoyasi kerak. Bundan tashqari, sulfid tizimining “ishlab chiqarish xavfi” bilan vaqtincha samarali kurashish mumkin emas. Va xarajatlar muammosi kattaroq.

Qattiq holatdagi batareyalarni sanoatlashtirish yo’li hali ham tez-tez to’sqinlik qiladi. Agar siz qattiq holatdagi batareyalarning energiya zichligi bonusidan chinakam bahramand bo’lishni istasangiz, lityum metall salbiy elektrod tizimini yuqori energiya zichligi bilan almashtirishingiz kerak. Bunga qattiq holatdagi batareyalarning xavfsizligi orqali erishish mumkin va batareya quvvati zichligi 500 Vt / kg dan yuqori bo’lishi mumkin. Ammo bu qiyinchilik hali ham juda katta. Qattiq holatdagi akkumulyatorlarni tadqiq qilish va ishlab chiqish hali ham sanoatlashtirishdan uzoq bo’lgan laboratoriya ilmiy tajriba bosqichida.

Bunga misol qilib keltirish mumkinki, 2020 yil mart oyida Nezha Motors qattiq holatdagi akkumulyatorlar bilan jihozlangan Nezha U ning yangi modelini chiqardi. Nezha Motors ma’lumotlariga ko’ra, Nezha U o’tgan yilning oktyabr oyida Sanoat va axborot texnologiyalari vazirligiga hisobot berishni rejalashtirmoqda. 500 ta komplekt ishlab chiqariladi. Biroq, hozirgi kunga kelib, 500 ta qattiq holatda akkumulyatorli Nezha avtomobillari hali ham yo’q.

Biroq, qattiq holatdagi batareyalar etuk texnologiyaga ega bo’lsa ham, ommaviy ishlab chiqarish hali ham suyuq lityum batareyalar bilan xarajat raqobatini hal qilishi kerak. Li Bin, shuningdek, qattiq holatda batareyalarni ommaviy ishlab chiqarishning qiyinligi xarajat juda yuqori ekanligini va xarajat muammosi qattiq batareya texnologiyasini tijoratlashtirish ekanligini aytdi. Eng katta qiyinchilik.

Asosan, sayohat oralig’i va foydalanish narxi (butun avtomobilning narxi va batareyani almashtirish) hali ham elektr transport vositalarining zaif aloqasi bo’lib, har qanday yangi texnologiyaning muvaffaqiyati bir vaqtning o’zida ushbu ikkita asosiy muammolarni hal qilishi kerak. Hisob-kitoblarga ko’ra, grafit manfiy elektrodni ham ishlatadigan qattiq holatda batareyaning umumiy narxi 158.8 $ / kVt soatni tashkil etadi, bu 34 $ / kVt suyuqlik batareyasining umumiy narxidan 118.7% ga yuqori.

Umuman olganda, qattiq holatdagi batareyalar hali ham o’tish bosqichida va texnik va xarajat muammolarini zudlik bilan hal qilish kerak. Shunga qaramay, quvvat akkumulyatori sanoati uchun qattiq holatdagi batareyalar hali ham o’yinning ikkinchi yarmida eng yuqori nuqtadir.

Batareya texnologiyasi inqilobining yangi bosqichi keladi va hech kim jangning ikkinchi yarmida ortda qolishni xohlamaydi.