Нядаўна справаздача CCTV пра «гадзінную зарадку і чатыры гадзіны ў чарзе» выклікала гарачыя дыскусіі. Праблемы тэрміну службы акумулятара і зарадкі аўтамабіляў з новай энергіяй зноў сталі актуальнай для ўсіх. У цяперашні час у параўнанні з традыцыйнымі вадкімі літыевымі батарэямі, цвёрдацельныя літыевыя батарэіз большай бяспекай, большай шчыльнасцю энергіі, больш доўгім тэрмінам службы батарэі і больш шырокімі сферамі прымяненняінсайдэры індустрыі шырока разглядаюць як будучы кірунак развіцця літыевых батарэй. Кампаніі таксама спаборнічаюць за макет.
Хоць цвёрдацельныя літыевыя батарэі не могуць быць камерцыялізаваны ў кароткатэрміновай перспектыве, працэс даследаванняў і распрацовак тэхналогіі цвёрдацельных літыевых батарэй буйнымі кампаніямі ў апошні час становіцца ўсё больш хуткімі і хуткімі, і попыт на рынку можа спрыяць масавай вытворчасці цвёрдацельных батарэй. стан літыевай батарэі раней запланаванага.У гэтым артыкуле будзе прааналізавана развіццё рынку цвёрдацельных літыевых акумулятараў і працэс падрыхтоўкі цвёрдацельных літыевых акумулятараў, а таксама вывучыць магчымасці рынку аўтаматызацыі, якія існуюць.
Цвёрдацельныя літыевыя батарэі маюць значна лепшую шчыльнасць энергіі і тэрмічную стабільнасць, чым вадкія літыевыя батарэі
У апошнія гады бесперапынныя інавацыі ў сферы прымянення ў далейшым павялічылі ўсё больш высокія патрабаванні да вытворчасці літыевых акумулятараў, і тэхналогія літыевых акумулятараў таксама пастаянна ўдасканальвалася, рухаючыся да павышэння ўдзельнай энергіі і бяспекі.З пункту гледжання шляху развіцця тэхналогіі літыевых батарэй, шчыльнасць энергіі, якую могуць дасягнуць вадкія літыевыя батарэі, паступова наблізілася да сваёй мяжы, і цвёрдацельныя літыевыя батарэі будуць адзіным шляхам для развіцця літыевых батарэй.
У адпаведнасці з «Тэхнічнай дарожнай картай энергазберажэння і новых энергетычных транспартных сродкаў», мэтавая шчыльнасць энергіі акумулятараў складае 400 Вт·гадз/кг у 2025 годзе і 500 Вт·гадз/кг у 2030 годзе.Каб дасягнуць мэты да 2030 года, існуючая тэхналогія вадкасных літыевых акумулятараў можа быць не ў стане ўзяць на сябе адказнасць. Цяжка парушыць столь шчыльнасці энергіі ў 350 Вт·гадз/кг, але шчыльнасць энергіі цвёрдацельных літыевых батарэй можа лёгка перавысіць 350 Вт·гадз/кг.
Кіруючыся рынкавым попытам, краіна таксама надае вялікае значэнне распрацоўцы цвёрдацельных літыевых батарэй.У «Новым плане развіцця індустрыі энергетычных аўтамабіляў (2021-2035)» (Праект для каментарыяў), апублікаваным у снежні 2019 г., прапануецца ўзмацніць даследаванні і распрацоўкі і індустрыялізацыю цвёрдацельных літыевых акумулятараў, а таксама павялічыць колькасць цвёрдацельных літыевых акумулятараў. на нацыянальны ўзровень, як паказана ў табліцы 1.
Табліца 1. Параўнальны аналіз вадкасных і цвёрдацельных акумулятараў
Індустрыя назапашвання энергіі мае шырокую прастору прымянення не толькі для новых энергетычных транспартных сродкаў
Пад уплывам прасоўвання нацыянальнай палітыкі хуткае развіццё індустрыі аўтамабіляў з новай энергіяй забяспечыць шырокую прастору для развіцця цвёрдацельных літыевых батарэй.Акрамя таго, цалкам цвёрдацельныя літыевыя батарэі таксама прызнаны адным з новых тэхналагічных напрамкаў, які, як чакаецца, дазволіць прарвацца праз вузкае месца электрахімічнай тэхналогіі захоўвання энергіі і задаволіць будучыя патрэбы развіцця.З пункту гледжання электрахімічнага назапашвання энергіі, літыевыя батарэі ў цяперашні час складаюць 80% электрахімічнага назапашвання энергіі.Сукупная ўстаноўленая магутнасць электрахімічных назапашвальнікаў энергіі ў 2020 годзе складае 3269,2 МВ, павялічыўшыся на 91% у параўнанні з 2019 годам. У спалучэнні з кіруючымі прынцыпамі краіны па развіцці энергетыкі, попыт на электрахімічныя назапашвальнікі энергіі на баку карыстальніка, аб'екты, падлучаныя да сеткі аднаўляльных крыніц энергіі і Чакаецца, што ў іншых галінах пачнецца хуткі рост, як паказана на малюнку 1.
Продажы і рост новых энергетычных транспартных сродкаў са студзеня па верасень 2021 г. Сукупная ўстаноўленая магутнасць і тэмпы росту праектаў па захоўванні хімічнай энергіі ў Кітаі з 2014 па 2020 г.
Малюнак 1 Продажы і рост новых энергетычных аўтамабіляў; сукупная ўстаноўленая магутнасць і тэмпы росту праектаў па захоўванні хімічнай энергіі ў Кітаі
Прадпрыемствы паскараюць працэс даследаванняў і распрацовак, а Кітай звычайна аддае перавагу аксідным сістэмам
У апошнія гады рынак капіталу, акумулятарныя кампаніі і буйныя аўтамабільныя кампаніі пачалі пашыраць даследаванні цвёрдацельных літыевых акумулятараў, спадзеючыся дамінаваць у канкурэнцыі ў тэхналогіі акумулятараў наступнага пакалення.Тым не менш, у адпаведнасці з бягучым прагрэсам, спатрэбіцца 5-10 гадоў, перш чым цалкам цвёрдацельныя літыевыя батарэі стануць спелымі ў навуковай і вытворчай тэхналогіях, перш чым пачаць масавую вытворчасць.Міжнародныя асноўныя аўтамабільныя кампаніі, такія як Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai і г.д., павялічваюць інвестыцыі ў даследаванні і распрацоўкі ў тэхналогіі цвёрдацельных літыевых батарэй; з пункту гледжання кампаній-вытворцаў батарэй, CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD і г.д. таксама працягваюць развівацца.
Цвёрдацельныя літыевыя батарэі можна падзяліць на тры катэгорыі ў залежнасці ад электралітных матэрыялаў: палімерныя цвёрдацельныя літыевыя батарэі, сульфідныя цвёрдацельныя літыевыя батарэі і аксідныя цвёрдацельныя літыевыя батарэі.Палімерная цвёрдацельная літыевая батарэя мае добрыя характарыстыкі бяспекі, сульфідная цвёрдацельная літыевая батарэя лёгка апрацоўваецца, а аксідная цвёрдацельная літыевая батарэя мае самую высокую праводнасць.У цяперашні час еўрапейскія і амерыканскія кампаніі аддаюць перавагу аксідным і палімерным сістэмам; Японскія і карэйскія кампаніі на чале з Toyota і Samsung больш зацікаўлены ў сульфідных сістэмах; У Кітаі ёсць даследчыкі ўсіх трох сістэм, і яны звычайна аддаюць перавагу аксідным сістэмам, як паказана на малюнку 2.
Малюнак 2 Схема вытворчасці цвёрдацельных літыевых акумулятараў акумулятарных кампаній і буйных аўтамабільных кампаній
З пункту гледжання прагрэсу ў галіне даследаванняў і распрацовак Toyota прызнана адным з самых магутных гульцоў у галіне цвёрдацельных літыевых батарэй у замежных краінах. Toyota упершыню прапанавала адпаведныя распрацоўкі ў 2008 годзе, калі супрацоўнічала з кампаніяй Ilika, якая выпускае цвёрдацельныя літыевыя батарэі.У чэрвені 2020 года электрамабілі Toyota, абсталяваныя цалкам цвёрдацельнымі літыевымі акумулятарамі, ужо правялі ваджэнне на тэставым маршруце.Цяпер ён дасягнуў этапу атрымання даных аб кіраванні аўтамабіля.У верасні 2021 года Toyota абвясціла, што да 2030 года яна інвесціруе 13,5 мільярда долараў у распрацоўку батарэй наступнага пакалення і ланцужкоў паставак батарэй, уключаючы цвёрдацельныя літыевыя батарэі.На ўнутраным рынку Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy і Ganfeng Lithium Industry у 2019 годзе стварылі дробнамаштабныя доследныя лініі па вытворчасці паўцвёрдых літыевых батарэй.У верасні 2021 года цвёрдацельны літыевы акумулятар Jiangsu Qingtao магутнасцю 368 Вт·гадз/кг прайшоў нацыянальны сертыфікат моцнай інспекцыі, як паказана ў табліцы 2.
Табліца 2 Планы вытворчасці цвёрдацельных батарэй буйных прадпрыемстваў
Аналіз працэсу аксідных цвёрдацельных літыевых батарэй, працэс гарачага прэсавання - гэта новая спасылка
Складаная тэхналогія апрацоўкі і высокі кошт вытворчасці заўсёды абмяжоўвалі прамысловае развіццё цвёрдацельных літыевых батарэй. Змены працэсу цвёрдацельных літыевых батарэй у асноўным адлюстроўваюцца на працэсе падрыхтоўкі элементаў, і іх электроды і электраліты маюць больш высокія патрабаванні да вытворчага асяроддзя, як паказана ў табліцы 3.
Табліца 3 Аналіз працэсу аксідных цвёрдацельных літыевых батарэй
1. Укараненне тыпавога абсталявання – ламініраванне гарачым прэсам
Увядзенне ў функцыю мадэлі: гарачы прэс для ламінавання ў асноўным выкарыстоўваецца ў працэсе сінтэзу цалкам цвёрдых элементаў літыевай батарэі. У параўнанні з традыцыйнай літыевай батарэяй, працэс гарачага прэсавання з'яўляецца новым звяном, а звяно для ўпырску вадкасці адсутнічае. больш высокія патрабаванні.
Аўтаматычная канфігурацыя прадукту:
• Кожная станцыя павінна выкарыстоўваць 3~4 восевыя серводвигатели, якія выкарыстоўваюцца для ламінавання ламінавання і склейвання адпаведна;
• Выкарыстоўвайце HMI для адлюстравання тэмпературы нагрэву, сістэме ацяплення патрэбна сістэма ПІД-рэгулявання, якая патрабуе датчыка больш высокай тэмпературы і патрабуе большай колькасці;
• ПЛК кантролера мае больш высокія патрабаванні да дакладнасці кіравання і меншага перыяду цыкла. У будучыні гэтая мадэль павінна быць распрацавана для дасягнення звышхуткаснага ламінавання гарачага прэсавання.
Сярод вытворцаў абсталявання: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd., і Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Увядзенне тыпавога абсталявання – ліцейнай машыны
Прадстаўленне функцыі мадэлі: суспензія змешанага парашка падаецца ў ліцейную галоўку праз прыладу сістэмы аўтаматычнай падачы, а затым наносіцца скрабком, ролікам, мікраўвагнутым і іншымі метадамі пакрыцця ў адпаведнасці з патрабаваннямі працэсу, а затым сушыцца ў сушыльным тунэлі. Стужку-аснову разам з зялёным корпусам можна выкарыстоўваць для перамоткі. Пасля высыхання зялёнае цела можна ачысціць і абрэзаць, а затым разрэзаць па шырыні, вызначанай карыстальнікам, каб адліць нарыхтоўку плёнкавага матэрыялу з пэўнай трываласцю і гнуткасцю.
Аўтаматычная канфігурацыя прадукту:
• Сервапрывад у асноўным выкарыстоўваецца для перамоткі і размоткі, выпраўлення адхіленняў, а кантролер нацяжэння неабходны для рэгулявання нацяжэння ў месцы перамоткі і размоткі;
• Выкарыстоўвайце HMI для адлюстравання тэмпературы нагрэву, сістэме ацяплення патрэбна сістэма ПІД-рэгулявання;
• Паток вентылятара неабходна рэгуляваць пераўтваральнікам частоты.
Сярод вытворцаў абсталявання: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-tech Co., Ltd. – Xinbaohua Equipment Branch.
3. Укараненне тыпавога абсталявання – пясочнага млына
Увядзенне ў функцыю мадэлі: яна аптымізавана для выкарыстання дробных шліфавальных шарыкаў, ад гнуткай дысперсіі да звышвысокай энергіі драбнення для эфектыўнай працы.
Аўтаматычная канфігурацыя прадукту:
• Пясочныя млыны маюць адносна нізкія патрабаванні да кіравання рухам, як правіла, не выкарыстоўваюць сервоприводы, але выкарыстоўваюць звычайныя нізкавольтныя рухавікі для працэсу вытворчасці пяску;
• Выкарыстоўвайце пераўтваральнік частоты для рэгулявання хуткасці шпіндзеля, які можа кантраляваць памол матэрыялаў з рознымі лінейнымі хуткасцямі, каб адпавядаць розным патрабаванням да тонкасці памолу розных матэрыялаў.
Сярод вытворцаў абсталявання: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd., і Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Час размяшчэння: 18 мая 2022 г