Nesen CCTV ziņojums par “vienas stundas iekasēšanu un četru stundu stāvēšanu rindā” ir izraisījis asas diskusijas. Akumulatora darbības laiks un jaunu enerģijas transportlīdzekļu uzlādes problēmas atkal ir kļuvušas par aktuālu problēmu ikvienam. Pašlaik, salīdzinot ar tradicionālajām šķidrā litija baterijām, cietvielu litija akumulatoriemar augstāku drošību, lielāku enerģijas blīvumu, ilgāku akumulatora darbības laiku un plašākiem pielietojuma laukiemnozares speciālisti plaši uzskata par litija bateriju attīstības virzienu nākotnē. Uzņēmumi sacenšas arī par izkārtojumu.
Lai gan cietvielu litija akumulatoru nevar komercializēt īstermiņā, lielāko uzņēmumu cietvielu litija akumulatoru tehnoloģiju pētniecības un izstrādes process pēdējā laikā ir kļuvis arvien ātrāks, un tirgus pieprasījums var veicināt cietvielu akumulatoru masveida ražošanu. valsts litija akumulators pirms grafika.Šajā rakstā tiks analizēta cietvielu litija akumulatoru tirgus attīstība un cietvielu litija akumulatoru sagatavošanas process, kā arī izpētītas automatizācijas tirgus iespējas.
Cietvielu litija baterijām ir ievērojami labāks enerģijas blīvums un termiskā stabilitāte nekā šķidrajām litija baterijām
Pēdējos gados nepārtraukti jauninājumi pakārtotajā lietojuma jomā ir izvirzījuši arvien augstākas prasības litija akumulatoru nozarei, un arī litija akumulatoru tehnoloģija ir nepārtraukti pilnveidota, virzoties uz augstāku īpatnējo enerģiju un drošību.No litija bateriju tehnoloģijas attīstības viedokļa enerģijas blīvums, ko var sasniegt šķidrās litija baterijas, pakāpeniski ir tuvojies robežai, un cietvielu litija baterijas būs vienīgais veids, kā attīstīt litija baterijas.
Saskaņā ar “Enerģijas taupīšanas un jaunu enerģijas transportlīdzekļu tehnisko ceļvedi” enerģijas akumulatoru enerģijas blīvuma mērķis ir 400 Wh/kg 2025. gadā un 500 Wh/kg 2030. gadā.Lai sasniegtu 2030. gada mērķi, esošais šķidro litija akumulatoru tehnoloģiju ceļš, iespējams, nespēs uzņemties atbildību. Ir grūti pārkāpt enerģijas blīvuma griestus 350 Wh/kg, bet cietvielu litija bateriju enerģijas blīvums var viegli pārsniegt 350 Wh/kg.
Tirgus pieprasījuma vadīta valsts arī piešķir lielu nozīmi cietvielu litija bateriju attīstībai.2019. gada decembrī publicētajā “Jaunā enerģijas transportlīdzekļu nozares attīstības plānā (2021-2035)” (projekts komentēšanai) ir ierosināts stiprināt cietvielu litija akumulatoru pētniecību, izstrādi un industrializāciju, kā arī celt cietvielu litija akumulatorus. valsts līmenī, kā parādīts 1. tabulā.
1. tabula Šķidruma akumulatoru un cietvielu akumulatoru salīdzinošā analīze
Ne tikai jauniem enerģijas transportlīdzekļiem, enerģijas uzglabāšanas nozarei ir plaša pielietojuma joma
Valsts politikas veicināšanas ietekmē jauno enerģijas transportlīdzekļu nozares straujā attīstība nodrošinās plašu cietvielu litija bateriju attīstības telpu.Turklāt pilnībā cietvielu litija baterijas ir atzītas arī par vienu no topošajiem tehnoloģiju virzieniem, kas, domājams, pārvarēs elektroķīmiskās enerģijas uzglabāšanas tehnoloģijas sašaurinājumu un apmierinās turpmākās attīstības vajadzības.Runājot par elektroķīmisko enerģijas uzkrāšanu, litija baterijas pašlaik veido 80% no elektroķīmiskās enerģijas uzkrāšanas.Elektroķīmiskās enerģijas uzglabāšanas kumulatīvā uzstādītā jauda 2020. gadā ir 3269,2 MV, kas ir par 91% vairāk nekā 2019. gadā. Apvienojumā ar valsts enerģētikas attīstības vadlīnijām, pieprasījumu pēc elektroķīmiskās enerģijas uzglabāšanas lietotāja pusē, atjaunojamās enerģijas tīklam pieslēgtām iekārtām un sagaidāms, ka citas jomas sāks strauju izaugsmi, kā parādīts 1. attēlā.
Jaunu enerģijas transportlīdzekļu pārdošana un izaugsme no 2021. gada janvāra līdz septembrim Ķīmiskās enerģijas uzglabāšanas projektu kumulatīvā uzstādītā jauda un pieauguma temps no 2014. gada līdz 2020. gadam
1. attēls. Jaunu enerģijas transportlīdzekļu pārdošana un izaugsme; Ķīmiskās enerģijas uzglabāšanas projektu kumulatīvā uzstādītā jauda un pieauguma temps
Uzņēmumi paātrina pētniecības un izstrādes procesu, un Ķīna parasti dod priekšroku oksīdu sistēmām
Pēdējos gados kapitāla tirgus, akumulatoru uzņēmumi un lielākie automašīnu uzņēmumi ir sākuši palielināt cietvielu litija akumulatoru izpētes izkārtojumu, cerot dominēt konkurencē nākamās paaudzes enerģijas akumulatoru tehnoloģijā.Tomēr saskaņā ar pašreizējo progresu būs nepieciešami 5–10 gadi, lai pilnībā nobrieduši litija baterijas zinātnē un ražošanas tehnoloģijā pirms masveida ražošanas.Starptautiskie automobiļu uzņēmumi, piemēram, Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai u.c., palielina investīcijas pētniecībā un attīstībā cietvielu litija akumulatoru tehnoloģijā; Runājot par akumulatoru uzņēmumiem, arī CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD u.c. turpina attīstīties.
Pilnas cietvielu litija baterijas var iedalīt trīs kategorijās atkarībā no elektrolītu materiāliem: polimēru cietvielu litija baterijas, sulfīda cietvielu litija baterijas un oksīda cietvielu litija baterijas.Polimēru cietvielu litija akumulatoram ir laba drošības veiktspēja, sulfīda cietvielu litija akumulatoru ir viegli apstrādāt, un oksīda cietvielu litija akumulatoram ir visaugstākā vadītspēja.Pašlaik Eiropas un Amerikas uzņēmumi dod priekšroku oksīdu un polimēru sistēmām; Japānas un Korejas uzņēmumi, kurus vada Toyota un Samsung, vairāk interesējas par sulfīdu sistēmām; Ķīnā ir pētnieki visās trīs sistēmās, un parasti tā dod priekšroku oksīdu sistēmām, kā parādīts 2.
2. attēls Akumulatoru uzņēmumu un lielāko automašīnu uzņēmumu cietvielu litija bateriju ražošanas izkārtojums
No pētniecības un attīstības progresa viedokļa Toyota ir atzīta par vienu no spēcīgākajiem spēlētājiem cietvielu litija akumulatoru jomā ārvalstīs. Toyota pirmo reizi ierosināja atbilstošus uzlabojumus 2008. gadā, kad tā sadarbojās ar Ilika, cietvielu litija akumulatoru palaišanas uzņēmumu.2020. gada jūnijā Toyota elektriskie transportlīdzekļi, kas aprīkoti ar pilnībā cietvielu litija akumulatoriem, jau ir veikuši braukšanas testus testa maršrutā.Tagad tas ir sasniedzis transportlīdzekļa vadīšanas datu iegūšanas stadiju.2021. gada septembrī Toyota paziņoja, ka līdz 2030. gadam ieguldīs 13,5 miljardus ASV dolāru, lai izstrādātu nākamās paaudzes akumulatorus un akumulatoru piegādes ķēdes, tostarp cietvielu litija baterijas.Vietnē Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy un Ganfeng Lithium Industry 2019. gadā izveidoja neliela mēroga izmēģinājuma ražošanas līnijas puscietiem litija akumulatoriem.2021. gada septembrī Jiangsu Qingtao 368Wh/kg cietvielu litija akumulators izturēja valsts stingro pārbaudes sertifikātu, kā parādīts 2. tabulā.
2. tabula Lielo uzņēmumu cietvielu akumulatoru ražošanas plāni
Uz oksīdu balstītu cietvielu litija bateriju procesa analīze, karstās presēšanas process ir jauna saikne
Sarežģītā apstrādes tehnoloģija un augstās ražošanas izmaksas vienmēr ir ierobežojušas cietvielu litija bateriju rūpniecisko attīstību. Cietvielu litija bateriju procesa izmaiņas galvenokārt atspoguļojas šūnu sagatavošanas procesā, un to elektrodiem un elektrolītiem ir augstākas prasības ražošanas videi, kā parādīts 3. tabulā.
3. tabula Uz oksīdu balstītu cietvielu litija bateriju procesa analīze
1. Tipiskā aprīkojuma – laminēšanas karstās preses – ieviešana
Modeļa funkcijas ievads: laminēšanas karstā prese galvenokārt tiek izmantota pilnībā cieto litija bateriju elementu sintēzes procesa sadaļā. Salīdzinot ar tradicionālo litija akumulatoru, karstās presēšanas process ir jauna saite, un trūkst šķidruma iesmidzināšanas saites. augstākas prasības.
Automātiskā produkta konfigurācija:
• Katrai stacijai jāizmanto 3~4 asu servomotori, kurus izmanto attiecīgi laminēšanai un līmēšanai;
• Izmantojiet HMI, lai parādītu apkures temperatūru, apkures sistēmai ir nepieciešama PID vadības sistēma, kurai nepieciešams augstāks temperatūras sensors un nepieciešams lielāks daudzums;
• Regulatoram PLC ir augstākas prasības vadības precizitātei un īsākam cikla periodam. Nākotnē šis modelis būtu jāizstrādā, lai panāktu īpaši ātrdarbīgu karstās presēšanas laminēšanu.
Iekārtu ražotāji ietver: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd. un Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Tipiskā aprīkojuma – liešanas mašīnas – ieviešana
Modeļa funkcijas ieviešana: jauktā pulvera virca tiek piegādāta liešanas galviņai caur automātiskās padeves sistēmas ierīci, pēc tam uzklāta ar skrāpi, rullīti, mikroieliektu un citām pārklājuma metodēm atbilstoši procesa prasībām, un pēc tam žāvē žāvēšanas tunelī. Pamatlenti kopā ar zaļo korpusu var izmantot pārtīšanai. Pēc žāvēšanas zaļo korpusu var nolobīt un apgriezt un pēc tam sagriezt lietotāja norādītajā platumā, lai izlietu plēves materiāla sagatavi ar noteiktu izturību un elastību.
Automātiskā produkta konfigurācija:
• Servo galvenokārt izmanto pārtīšanai un attīšanai, lai novērstu novirzes, un ir nepieciešams spriegojuma regulators, lai regulētu spriegojumu pārtīšanas un attīšanas vietā;
• Izmantojiet HMI, lai parādītu apkures temperatūru, apkures sistēmai nepieciešama PID kontroles sistēma;
• Ventilatora ventilācijas plūsma ir jāregulē ar frekvences pārveidotāju.
Iekārtu ražotāji ietver: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-Tech Co., Ltd. — Xinbaohua aprīkojuma filiāli.
3. Tipiskā aprīkojuma – smilšu dzirnavu – ieviešana
Modeļa funkcijas ievads: tas ir optimizēts sīku slīpēšanas lodīšu izmantošanai, sākot no elastīgas dispersijas līdz īpaši augstas enerģijas slīpēšanai efektīvam darbam.
Automātiskā produkta konfigurācija:
• Smilšu dzirnavām ir salīdzinoši zemas prasības kustību kontrolei, parasti netiek izmantoti servo, bet tiek izmantoti parastie zemsprieguma motori slīpēšanas ražošanas procesam;
• Izmantojiet frekvences pārveidotāju, lai pielāgotu vārpstas ātrumu, kas var kontrolēt materiālu slīpēšanu dažādos lineāros ātrumos, lai izpildītu dažādu materiālu malšanas smalkuma prasības.
Iekārtu ražotāji ietver: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd. un Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Izlikšanas laiks: 18-2022. maijs