Neseniai CCTV pranešimas apie „vieną valandą apmokestinimą ir keturias valandas stovėjimą eilėje“ sukėlė karštų diskusijų. Naujų energetinių transporto priemonių akumuliatoriaus veikimo laikas ir įkrovimo problemos vėl tapo aktualia problema visiems. Šiuo metu, palyginti su tradicinėmis skysto ličio baterijomis, kietojo kūno ličio baterijomisyra didesnis saugumas, didesnis energijos tankis, ilgesnis akumuliatoriaus veikimo laikas ir platesnės taikymo srityspramonės atstovai plačiai laiko ličio baterijų ateities plėtros kryptimi. Įmonės taip pat konkuruoja dėl išdėstymo.
Nors kietojo kūno ličio baterijos negali būti parduodamos per trumpą laiką, didžiųjų įmonių kietojo kūno ličio baterijų technologijos tyrimų ir plėtros procesas pastaruoju metu vis spartėja, o rinkos paklausa gali paskatinti masinę kietojo kūno ličio baterijų gamybą. valstijos ličio baterija anksčiau nei numatyta.Šiame straipsnyje bus analizuojama kietojo kūno ličio baterijų rinkos raida ir kietojo kūno ličio baterijų paruošimo procesas bei bus išnagrinėtos esamos automatizavimo rinkos galimybės.
Kietojo kūno ličio baterijos turi žymiai geresnį energijos tankį ir terminį stabilumą nei skystos ličio baterijos
Pastaraisiais metais nuolatinės naujovės tolesnio naudojimo srityje kelia vis aukštesnius reikalavimus ličio baterijų pramonei, o ličio baterijų technologija taip pat buvo nuolat tobulinama, siekiant didesnės specifinės energijos ir saugos.Žvelgiant iš ličio baterijų technologijos plėtros perspektyvos, energijos tankis, kurį gali pasiekti skystos ličio baterijos, palaipsniui artėjo prie ribos, o kietojo kūno ličio baterijos bus vienintelis būdas sukurti ličio baterijas.
Pagal „Techninį energijos taupymo ir naujų energiją naudojančių transporto priemonių planą“ akumuliatorių energijos tankio tikslas yra 400 Wh/kg 2025 m. ir 500 Wh/kg 2030 m.Siekiant 2030 m. tikslo, esamas skysto ličio baterijų technologijos kelias gali neprisiimti atsakomybės. Sunku peržengti 350 Wh/kg energijos tankio lubas, tačiau kietojo kūno ličio baterijų energijos tankis gali lengvai viršyti 350 Wh/kg.
Atsižvelgiant į rinkos paklausą, šalis taip pat teikia didelę reikšmę kietojo kūno ličio baterijų kūrimui.2019 m. gruodį paskelbtame „Naujojo energijos transporto priemonių pramonės plėtros plane (2021–2035 m.)“ (projektas komentuoti) siūloma stiprinti kietojo kūno ličio baterijų tyrimus ir plėtrą bei industrializaciją, kelti kietojo kūno ličio baterijas. nacionaliniu lygiu, kaip parodyta 1 lentelėje.
1 lentelė Lyginamoji skystų ir kietųjų baterijų analizė
Ne tik naujoms energiją naudojančioms transporto priemonėms, energijos kaupimo pramonė turi platų pritaikymo sritį
Dėl nacionalinės politikos skatinimo sparti naujų energetinių transporto priemonių pramonės plėtra suteiks plačią kietojo kūno ličio baterijų plėtros erdvę.Be to, visiškai kietojo kūno ličio baterijos taip pat yra pripažintos viena iš besiformuojančių technologijų krypčių, kurios, kaip tikimasi, padės įveikti elektrocheminės energijos kaupimo technologijos kliūtis ir patenkins ateities plėtros poreikius.Kalbant apie elektrocheminį energijos kaupimą, ličio baterijos šiuo metu sudaro 80% elektrocheminės energijos kaupimo.Bendra instaliuota elektrocheminės energijos saugyklos talpa 2020 m. yra 3269,2 MV, ty 91 % daugiau nei 2019 m. Kartu su šalies energetikos plėtros gairėmis, elektrocheminės energijos kaupimo paklausa vartotojo pusėje, prie atsinaujinančios energijos tinklo prijungtų įrenginių ir Tikimasi, kad kitose srityse spartus augimas, kaip parodyta 1 paveiksle.
Naujų energetinių transporto priemonių pardavimas ir augimas nuo 2021 m. sausio iki rugsėjo mėn. Bendras instaliuotas pajėgumas ir cheminės energijos saugojimo projektų augimo tempas Kinijoje nuo 2014 m. iki 2020 m.
1 pav. Naujų energetinių transporto priemonių pardavimas ir augimas; kaupiamasis instaliuotas pajėgumas ir cheminės energijos saugojimo projektų augimo tempas Kinijoje
Įmonės pagreitina tyrimų ir plėtros procesą, o Kinija dažniausiai teikia pirmenybę oksidų sistemoms
Pastaraisiais metais kapitalo rinka, akumuliatorių įmonės ir didžiosios automobilių kompanijos pradėjo plėsti kietojo kūno ličio baterijų tyrimų planą, tikėdamiesi dominuoti naujos kartos energijos baterijų technologijos konkurencijoje.Tačiau, atsižvelgiant į dabartinę pažangą, prireiks 5–10 metų, kol visiškai kietojo kūno ličio baterijos bus subrendusios mokslo ir gamybos technologijų srityje, kol bus gaminama masinė gamyba.Tarptautinės pagrindinės automobilių kompanijos, tokios kaip Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai ir kt., didina investicijas į mokslinius tyrimus ir plėtrą į kietojo kūno ličio baterijų technologiją; Kalbant apie akumuliatorių įmones, CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD ir kt. taip pat toliau vystosi.
Visos kietojo kūno ličio baterijas galima suskirstyti į tris kategorijas pagal elektrolitų medžiagas: polimerines kietojo kūno ličio baterijas, sulfidines kietojo kūno ličio baterijas ir oksidines kietojo kūno ličio baterijas.Polimerinė kietojo kūno ličio baterija pasižymi geromis saugos savybėmis, sulfido kietojo kūno ličio baterija yra lengvai apdorojama, o oksidinė kietojo kūno ličio baterija turi didžiausią laidumą.Šiuo metu Europos ir Amerikos įmonės teikia pirmenybę oksidų ir polimerų sistemoms; Japonijos ir Korėjos įmonės, vadovaujamos Toyota ir Samsung, labiau mėgsta sulfidines sistemas; Kinija tyrinėja visas tris sistemas ir dažniausiai teikia pirmenybę oksidinėms sistemoms, kaip parodyta 2 paveiksle.
2 pav. Akumuliatorių įmonių ir pagrindinių automobilių įmonių kietojo kūno ličio baterijų gamybos išdėstymas
Mokslinių tyrimų ir plėtros pažangos požiūriu Toyota yra pripažinta viena galingiausių žaidėjų kietojo kūno ličio baterijų srityje užsienio šalyse. Pirmą kartą „Toyota“ pasiūlė atitinkamus pokyčius 2008 m., kai bendradarbiavo su „Ilika“ – kietojo kūno ličio baterijų paleidimo įmone.2020 metų birželį „Toyota“ elektromobiliai su visiškai kietojo kūno ličio akumuliatoriais jau atliko vairavimo testus bandomuoju maršrutu.Dabar jis pasiekė transporto priemonės vairavimo duomenų gavimo stadiją.2021 m. rugsėjį „Toyota“ paskelbė, kad iki 2030 m. investuos 13,5 mlrd. USD, kad sukurtų naujos kartos baterijas ir baterijų tiekimo grandines, įskaitant kietojo kūno ličio baterijas.Vidaus rinkoje „Guoxuan Hi-Tech“, „Qingtao New Energy“ ir „Ganfeng Lithium Industry“ 2019 m. sukūrė nedidelio masto bandomąsias pusiau kietų ličio baterijų gamybos linijas.2021 m. rugsėjo mėn. Jiangsu Qingtao 368Wh/kg kietojo kūno ličio baterija išlaikė nacionalinį griežtą tikrinimo sertifikatą, kaip parodyta 2 lentelėje.
2 lentelė Didžiųjų įmonių kietojo kūno baterijų gamybos planai
Oksido pagrindu pagamintų kietojo kūno ličio baterijų proceso analizė, karšto presavimo procesas yra nauja nuoroda
Sudėtinga apdorojimo technologija ir didelės gamybos sąnaudos visada ribojo kietojo kūno ličio baterijų pramoninę plėtrą. Kietojo kūno ličio baterijų proceso pokyčiai daugiausia atsispindi elementų paruošimo procese, o jų elektrodams ir elektrolitams keliami didesni reikalavimai gamybos aplinkai, kaip parodyta 3 lentelėje.
3 lentelė Oksidinių kietojo kūno ličio baterijų proceso analizė
1. Tipinės įrangos – laminavimo karšto preso – pristatymas
Modelio funkcijos įvadas: Laminavimo karštasis presas daugiausia naudojamas kieto ličio akumuliatoriaus elementų sintezės procese. Palyginti su tradicine ličio baterija, karšto presavimo procesas yra nauja grandis, o skysčio įpurškimo jungtis trūksta. didesni reikalavimai.
Automatinė gaminio konfigūracija:
• Kiekvienoje stotelėje reikia naudoti 3~4 ašių servovariklius, kurie atitinkamai naudojami laminavimui ir klijavimui;
• Šildymo temperatūrai rodyti naudokite HMI, šildymo sistemai reikalinga PID valdymo sistema, kuriai reikalingas aukštesnės temperatūros jutiklis ir reikia didesnio kiekio;
• Valdiklio PLC keliami aukštesni valdymo tikslumo ir trumpesnio ciklo laikotarpio reikalavimai. Ateityje šis modelis turėtų būti sukurtas, kad būtų pasiektas itin greitas karšto presavimo laminavimas.
Įrangos gamintojai yra: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd. ir Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Tipinės įrangos – liejimo mašinos pristatymas
Modelio funkcijos įvadas: Sumaišytos miltelių srutos tiekiamos į liejimo galvutę per automatinio padavimo sistemos įrenginį, po to padengiamos grandikliu, voleliu, mikroįgaubtu ir kitais dengimo būdais pagal proceso reikalavimus, o po to išdžiovinami džiovinimo tunelyje. Pagrindo juosta kartu su žaliu korpusu gali būti naudojama pervyniojimui. Po džiovinimo žalią korpusą galima nulupti ir apipjaustyti, o tada supjaustyti iki vartotojo nurodyto pločio, kad būtų galima išlieti tam tikro stiprumo ir lankstumo plėvelės medžiagos ruošinį.
Automatinė gaminio konfigūracija:
• Servo daugiausia naudojamas pervyniojimui ir išvyniojimui, ištaisyti nuokrypį, o įtempimui reguliuoti reikia įtempimo valdiklio pervyniojimo ir išvyniojimo vietoje;
• Šildymo temperatūrai rodyti naudokite HMI, šildymo sistemai reikalinga PID valdymo sistema;
• Ventiliatoriaus ventiliacijos srautą reikia reguliuoti dažnio keitikliu.
Įrangos gamintojus sudaro: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-Tech Co., Ltd. – Xinbaohua įrangos filialas.
3. Tipinės įrangos – smėlio malūno – pristatymas
Modelio funkcijos pristatymas: jis optimizuotas mažų šlifavimo rutuliukų naudojimui, nuo lanksčios dispersijos iki itin daug energijos naudojančio šlifavimo efektyviam darbui.
Automatinė gaminio konfigūracija:
• Smėlio malūnams keliami santykinai maži reikalavimai judesio valdymui, dažniausiai nenaudojami servo įrenginiai, o naudojami įprasti žemos įtampos varikliai šlifavimo gamybos procesui;
• Naudokite dažnio keitiklį, kad sureguliuotumėte veleno greitį, kuris gali valdyti medžiagų šlifavimą skirtingu linijiniu greičiu, kad atitiktų skirtingus skirtingų medžiagų šlifavimo smulkumo reikalavimus.
Įrangos gamintojai yra: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd. ir Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Paskelbimo laikas: 2022-05-18