Hiljuti on CCTV aruanne "ühetunnise laadimise ja neljatunnise järjekorras seismise kohta" tekitanud tuliseid arutelusid. Uute energiasõidukite aku kasutusiga ja laadimisprobleemid on taas muutunud kõigi jaoks kuumaks probleemiks. Praegu on traditsiooniliste vedelate liitiumakudega võrreldes tahkisliitiumakudegasuurema ohutuse, suurema energiatiheduse, pikema aku tööeaga ja laiemate rakendusaladegatööstuse insaiderid peavad laialdaselt liitiumpatareide tulevaseks arengusuunaks. Ettevõtted võistlevad ka paigutuse pärast.
Kuigi tahkis-liitiumakusid ei saa lühiajaliselt turustada, on suurettevõtete tahkis-liitiumaku tehnoloogia uurimis- ja arendusprotsess viimasel ajal muutunud üha kiiremaks ning turunõudlus võib soodustada tahkis-liitiumaku masstootmist. riik liitiumaku graafikust ees.See artikkel analüüsib tahkisliitiumakude turu arengut ja tahkisliitiumakude valmistamise protsessi ning viib teid uurima olemasolevaid automatiseerimisturu võimalusi.
Tahkisliitiumakudel on oluliselt parem energiatihedus ja termiline stabiilsus kui vedelatel liitiumakudel
Viimastel aastatel on pidev innovatsioon allavoolu rakendusvaldkonnas esitanud liitiumakutööstusele üha kõrgemaid nõudeid ning liitiumaku tehnoloogiat on samuti pidevalt täiustatud, liikudes kõrgema erienergia ja ohutuse suunas.Liitiumpatareide tehnoloogia arengutee vaatenurgast on vedelate liitiumakudega saavutatav energiatihedus järk-järgult lähenenud oma piirile ja liitiumpatareide arendamiseks on ainuke viis tahkis-liitiumakud.
Energiasäästu ja uute energiasõidukite tehnilise tegevuskava kohaselt on akude energiatiheduse eesmärk 2025. aastal 400 Wh/kg ja 2030. aastal 500 Wh/kg.2030. aasta eesmärgi saavutamiseks ei pruugi olemasolev vedela liitiumaku tehnoloogia marsruut kanda vastutust. Energiatiheduse ülemmäära 350Wh/kg on raske ületada, kuid tahkisliitiumakude energiatihedus võib kergesti ületada 350Wh/kg.
Turunõudlusest tingituna omistab riik suurt tähtsust ka tahkisliitiumakude arendamisele.2019. aasta detsembris avaldatud uues energiasõidukite tööstuse arengukavas (2021–2035) (kommenteerimiseks mõeldud eelnõu) tehakse ettepanek tugevdada tahkis-liitiumakude uurimis- ja arendustegevust ning industrialiseerimist ning tõsta tahkisliitiumakusid. riiklikule tasemele, nagu on näidatud tabelis 1.
Tabel 1 Vedelakude ja tahkispatareide võrdlev analüüs
Mitte ainult uute energiasõidukite jaoks on energiasalvestite tööstusel lai rakendusruum
Riikliku poliitika edendamise mõjul pakub uute energiasõidukite tööstuse kiire areng tahkis-liitiumakudele laia arenguruumi.Lisaks tunnustatakse tahkis-liitiumakusid ka ühe areneva tehnoloogiasuunana, mis peaks eeldatavasti läbi murdma elektrokeemilise energiasalvestustehnoloogia kitsaskoha ja rahuldama tulevasi arendusvajadusi.Elektrokeemilise energia salvestamise seisukohalt moodustavad liitiumakud praegu 80% elektrokeemilisest energiasalvestusest.Elektrokeemilise energiasalvesti kumulatiivne installeeritud võimsus 2020. aastal on 3269,2 MV, mis on 91% kasv võrreldes 2019. aastaga. Koos riigi energeetikaarengu suunistega, nõudluse elektrokeemilise energia salvestamise järele kasutaja poolel, taastuvenergia võrguga ühendatud rajatiste ja teistes valdkondades eeldatakse kiiret kasvu, nagu on näidatud joonisel 1.
Uute energiasõidukite müük ja kasv 2021. aasta jaanuarist septembrini Hiina keemilise energia salvestamise projektide kumulatiivne installeeritud võimsus ja kasvutempo aastatel 2014–2020
Joonis 1 Uute energiasõidukite müük ja kasv; Hiina keemilise energia salvestamise projektide kumulatiivne installeeritud võimsus ja kasvutempo
Ettevõtted kiirendavad uurimis- ja arendusprotsessi ning Hiina eelistab üldiselt oksiidsüsteeme
Viimastel aastatel on kapitaliturg, akufirmad ja suuremad autotootjad hakanud suurendama tahkisliitiumakude uurimistöö paigutust, lootes domineerida konkurentsis järgmise põlvkonna akutehnoloogia vallas.Praeguste edusammude kohaselt kulub aga 5-10 aastat, enne kui tahkis-liitiumakud saavad teaduse ja tootmistehnoloogia küpseks enne masstootmist.Rahvusvahelised peamised autofirmad nagu Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai jne suurendavad oma teadus- ja arendustegevuse investeeringuid tahkisliitiumaku tehnoloogiasse; akufirmade osas jätkavad arenemist ka CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD jne.
Tahkis-liitiumakud võib elektrolüütide materjalide järgi jagada kolme kategooriasse: polümeerse tahkis-liitiumakud, sulfiid-tahkjuhtliitiumakud ja oksiid-tahkeliitiumakud.Polümeerne tahkis-liitiumaku ohutus on hea, sulfiid-liitiumaku on lihtne töödelda ja oksiid-liitiumaku juhtivus on kõrgeim.Praegu eelistavad Euroopa ja Ameerika ettevõtted oksiid- ja polümeersüsteeme; Jaapani ja Korea ettevõtted eesotsas Toyota ja Samsungiga on rohkem huvitatud sulfiidsüsteemidest; Hiinas on uurijad kõigis kolmes süsteemis ja üldiselt eelistatakse oksiidsüsteeme, nagu on näidatud joonisel 2.
Joonis 2 Akuettevõtete ja suuremate autoettevõtete tahkisliitiumakude tootmise paigutus
Teadus- ja arendustegevuse edenemise vaatenurgast on Toyota tunnistatud üheks võimsamaks tegijaks välisriikide tahkisliitiumakude valdkonnas. Toyota pakkus esimest korda välja asjakohased arendused 2008. aastal, kui ta tegi koostööd tahkisliitiumaku käivitava Ilikaga.2020. aasta juunis on Toyota täisfaasi liitiumakudega varustatud elektrisõidukid katsemarsruudil juba sõidutestid läbi viinud.Nüüd on jõutud sõidukite sõiduandmete hankimise faasi.2021. aasta septembris teatas Toyota, et investeerib 2030. aastaks 13,5 miljardit dollarit, et arendada järgmise põlvkonna akusid ja akude tarneahelaid, sealhulgas tahkisliitiumakusid.Siseriiklikult rajasid Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy ja Ganfeng Lithium Industry 2019. aastal väikesemahulised katsetootmisliinid pooltahkete liitiumakude jaoks.2021. aasta septembris läbis Jiangsu Qingtao 368Wh/kg tahkisliitiumaku riikliku tugeva kontrolli sertifikaadi, nagu on näidatud tabelis 2.
Tabel 2 Suurettevõtete tahkispatareide tootmisplaanid
Oksiidpõhiste tahkisliitiumakude protsessianalüüs, kuumpressimisprotsess on uus link
Keeruline töötlemistehnoloogia ja kõrged tootmiskulud on alati piiranud tahkisliitiumakude tööstuslikku arengut. Tahkisliitiumakude protsessimuutused peegelduvad peamiselt elementide ettevalmistamise protsessis ning nende elektroodidele ja elektrolüütidele on tootmiskeskkonnale kõrgemad nõuded, nagu on näidatud tabelis 3.
Tabel 3 Oksiidpõhiste tahkisliitiumakude protsessianalüüs
1. Tüüpiliste seadmete – lamineerimise kuumpress – tutvustus
Mudeli funktsiooni tutvustus: lamineerimise kuumpressi kasutatakse peamiselt täistahke liitiumaku elementide sünteesiprotsessis. Võrreldes traditsioonilise liitiumakuga on kuumpressimisprotsess uus lüli ja vedeliku sissepritse link puudub. kõrgemad nõuded.
Toote automaatne konfigureerimine:
• Igas jaamas on vaja kasutada 3-4 teljelisi servomootoreid, mida kasutatakse vastavalt lamineerimiseks ja liimimiseks;
• Küttetemperatuuri kuvamiseks kasutage HMI-d, küttesüsteem vajab PID-juhtimissüsteemi, mis nõuab kõrgemat temperatuuriandurit ja nõuab suuremat kogust;
• Kontrolleri PLC-l on kõrgemad nõuded juhtimise täpsusele ja lühemale tsükli perioodile. Tulevikus tuleks seda mudelit välja töötada ülikiire kuumpressimise lamineerimise saavutamiseks.
Seadmete tootjate hulka kuuluvad: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd. ja Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Tüüpilise seadme – valumasina – tutvustus
Mudeli funktsiooni tutvustus: segatud pulbriline suspensioon suunatakse valupeasse automaatse etteandesüsteemi seadme kaudu, seejärel kantakse peale kaabitsa, rulli, mikronõgusa ja muude katmismeetodite abil vastavalt protsessi nõuetele ning seejärel kuivatatakse kuivatustunnelis. Alusteipi koos rohelise korpusega saab kasutada tagasikerimiseks. Pärast kuivatamist saab rohelise korpuse maha koorida ja kärpida ning seejärel lõigata kasutaja määratud laiuseks, et valada teatud tugevuse ja paindlikkusega kilematerjalist toorik.
Toote automaatne konfigureerimine:
• Servot kasutatakse peamiselt tagasi- ja lahtikerimiseks, kõrvalekalde korrigeerimiseks ning pinge reguleerimiseks tagasi- ja lahtikerimiskohas on vaja pingeregulaatorit;
• Küttetemperatuuri kuvamiseks kasutage HMI-d, küttesüsteem vajab PID juhtimissüsteemi;
• Ventilaatori ventilatsioonivoolu on vaja reguleerida sagedusmuunduriga.
Seadmete tootjate hulka kuuluvad: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua kõrgtehnoloogia Co., Ltd. – Xinbaohua seadmete haru.
3. Tüüpilise seadme – liivaveski – tutvustus
Mudeli funktsiooni tutvustus: see on optimeeritud väikeste lihvimishelmeste kasutamiseks, alates paindlikust dispersioonist kuni ülikõrge energiatarbega lihvimiseni tõhusaks tööks.
Toote automaatne konfigureerimine:
• Liivaveskitel on suhteliselt madalad nõuded liikumisjuhtimisele, üldjuhul ei kasutata servosid, vaid kasutatakse lihvimise tootmisprotsessis tavalisi madalpingemootoreid;
• Kasutage sagedusmuundurit spindli kiiruse reguleerimiseks, mis suudab juhtida materjalide lihvimist erinevatel lineaarsetel kiirustel, et vastata erinevate materjalide erinevatele lihvimispeenuse nõuetele.
Seadmete tootjate hulka kuuluvad: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd. ja Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Postitusaeg: 18. mai-2022