Recent, raportul CCTV despre „încărcarea timp de o oră și coadă timp de patru ore” a stârnit discuții aprinse. Durata de viață a bateriei și problemele de încărcare ale vehiculelor cu energie noi au devenit din nou o problemă fierbinte pentru toată lumea. În prezent, în comparație cu bateriile tradiționale cu litiu lichid, bateriile cu litiu în stare solidăcu o siguranță mai mare, o densitate de energie mai mare, o durată de viață mai lungă a bateriei și domenii de aplicare mai largiconsiderată pe scară largă de către cei din industrie drept direcția viitoare de dezvoltare a bateriilor cu litiu. Companiile concurează și pentru aspect.
Deși bateria cu litiu cu stare solidă nu poate fi comercializată pe termen scurt, procesul de cercetare și dezvoltare a tehnologiei bateriilor cu litiu cu stare solidă de către companiile majore a devenit din ce în ce mai rapid recent, iar cererea pieței poate promova producția în masă de baterii solide. stabiliți bateria cu litiu înainte de termen.Acest articol va analiza dezvoltarea pieței bateriilor cu litiu cu stare solidă și procesul de pregătire a bateriilor cu litiu cu stare solidă și vă va duce să explorați oportunitățile de pe piața de automatizare care există.
Bateriile cu litiu cu stare solidă au o densitate a energiei și o stabilitate termică semnificativ mai bune decât bateriile cu litiu lichid
În ultimii ani, inovația continuă în domeniul aplicațiilor din aval a propus cerințe din ce în ce mai mari pentru industria bateriilor cu litiu, iar tehnologia bateriilor cu litiu a fost, de asemenea, îmbunătățită continuu, îndreptându-se către o energie specifică și siguranță mai ridicate.Din perspectiva căii de dezvoltare a tehnologiei bateriilor cu litiu, densitatea de energie pe care o pot atinge bateriile cu litiu lichid s-a apropiat treptat de limita, iar bateriile cu litiu cu stare solidă vor fi singura modalitate de dezvoltare a bateriilor cu litiu.
Potrivit „Foaie de parcurs tehnică pentru economisirea energiei și vehicule cu energie noi”, ținta de densitate energetică a bateriilor de putere este de 400Wh/kg în 2025 și 500Wh/kg în 2030.Pentru a atinge obiectivul din 2030, ruta tehnologică existentă a bateriilor cu litiu lichid ar putea să nu-și poată asuma responsabilitatea. Este dificil să spargi plafonul de densitate energetică de 350Wh/kg, dar densitatea de energie a bateriilor cu litiu cu stare solidă poate depăși cu ușurință 350Wh/kg.
Impulsată de cererea pieței, țara acordă și o mare importanță dezvoltării bateriilor cu litiu cu stare solidă.În „Planul de dezvoltare a industriei vehiculelor cu energie nouă (2021-2035)” (Proiect pentru comentarii) lansat în decembrie 2019, se propune să se consolideze cercetarea, dezvoltarea și industrializarea bateriilor cu litiu cu stare solidă și să se ridice bateriile cu litiu cu stare solidă. la nivel național, așa cum se arată în tabelul 1.
Tabelul 1 Analiza comparativă a bateriilor lichide și a bateriilor cu stare solidă
Nu numai pentru vehiculele cu energie nouă, industria de stocare a energiei are un spațiu larg de aplicare
Influențată de promovarea politicilor naționale, dezvoltarea rapidă a industriei de vehicule cu energie nouă va oferi un spațiu larg de dezvoltare pentru bateriile cu litiu cu stare solidă.În plus, bateriile cu litiu cu stare solidă sunt, de asemenea, recunoscute ca una dintre direcțiile tehnologice emergente care se așteaptă să treacă prin blocajul tehnologiei de stocare a energiei electrochimice și să răspundă nevoilor viitoare de dezvoltare.În ceea ce privește stocarea energiei electrochimice, bateriile cu litiu reprezintă în prezent 80% din stocarea energiei electrochimice.Capacitatea instalată cumulativă de stocare a energiei electrochimice în 2020 este de 3269,2MV, o creștere de 91% față de 2019. În combinație cu liniile directoare ale țării pentru dezvoltarea energiei, cererea de stocare a energiei electrochimice în partea utilizatorului, instalații conectate la rețea de energie regenerabilă și Se așteaptă ca alte câmpuri să ducă la o creștere rapidă, așa cum se arată în Figura 1.
Vânzările și creșterea vehiculelor cu energie noi din ianuarie până în septembrie 2021 Capacitatea instalată cumulativă și rata de creștere a proiectelor de stocare a energiei chimice în China din 2014 până în 2020
Figura 1 Vânzările și creșterea vehiculelor cu energie nouă; capacitatea instalată cumulată și rata de creștere a proiectelor de stocare a energiei chimice în China
Întreprinderile accelerează procesul de cercetare și dezvoltare, iar China preferă în general sistemele de oxid
În ultimii ani, piața de capital, companiile de baterii și marile companii de mașini au început cu toate să crească aspectul de cercetare a bateriilor cu litiu cu stare solidă, în speranța de a domina concurența în tehnologia de generație următoare a bateriilor de putere.Cu toate acestea, conform progresului actual, va dura 5-10 ani pentru ca bateriile cu litiu cu stare solidă să fie mature în știință și tehnologia de fabricație înainte de producția în masă.Companiile internaționale de mașini, cum ar fi Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai etc. își măresc investițiile în cercetare și dezvoltare în tehnologia bateriilor cu litiu cu stare solidă; în ceea ce privește companiile de baterii, continuă să se dezvolte CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD etc.
Bateriile cu litiu cu stare solidă pot fi împărțite în trei categorii în funcție de materialele electrolitice: baterii cu litiu polimeric cu stare solidă, baterii cu litiu cu stare solidă sulfură și baterii cu litiu cu stare solidă oxid.Bateria polimer cu litiu cu stare solidă are performanțe bune de siguranță, bateria cu litiu cu stare solidă sulfură este ușor de procesat, iar bateria cu litiu cu stare solidă oxid are cea mai mare conductivitate.În prezent, companiile europene și americane preferă sistemele de oxizi și polimeri; Companiile japoneze și coreene conduse de Toyota și Samsung sunt mai pasionate de sistemele cu sulfuri; China are cercetători în toate cele trei sisteme și, în general, preferă sistemele de oxid, așa cum se arată în Figura 2.
Figura 2 Structura de producție a bateriilor cu litiu cu stare solidă ale companiilor de baterii și ale marilor companii auto
Din perspectiva progresului cercetării și dezvoltării, Toyota este recunoscută drept unul dintre cei mai puternici jucători în domeniul bateriilor cu litiu cu stare solidă din țările străine. Toyota a propus pentru prima dată evoluții relevante în 2008, când a cooperat cu Ilika, o pornire a bateriei cu litiu cu stare solidă.În iunie 2020, vehiculele electrice Toyota echipate cu baterii cu litiu cu stare solidă au efectuat deja teste de conducere pe traseul de testare.A ajuns acum la stadiul de obținere a datelor de conducere a vehiculelor.În septembrie 2021, Toyota a anunțat că va investi 13,5 miliarde de dolari până în 2030 pentru a dezvolta baterii de ultimă generație și lanțuri de aprovizionare cu baterii, inclusiv baterii cu litiu cu stare solidă.Pe plan intern, Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy și Ganfeng Lithium Industry au stabilit linii de producție pilot la scară mică pentru baterii cu litiu semi-solide în 2019.În septembrie 2021, bateria cu litiu cu stare solidă Jiangsu Qingtao 368Wh/kg a trecut de certificarea națională de inspecție puternică, așa cum se arată în tabelul 2.
Tabelul 2 Planurile de producție a bateriilor cu stare solidă ale întreprinderilor majore
Analiza procesului de baterii cu litiu pe bază de oxid, procesul de presare la cald este o nouă legătură
Tehnologia dificilă de procesare și costul ridicat de producție au restricționat întotdeauna dezvoltarea industrială a bateriilor cu litiu cu stare solidă. Schimbările de proces ale bateriilor cu litiu cu stare solidă se reflectă în principal în procesul de pregătire a celulei, iar electrozii și electroliții acestora au cerințe mai mari pentru mediul de producție, așa cum se arată în Tabelul 3.
Tabelul 3 Analiza procesului bateriilor cu litiu cu stare solidă pe bază de oxid
1. Introducerea echipamentelor tipice – presa la cald de laminare
Introducere în funcție de model: Presa fierbinte de laminare este utilizată în principal în secțiunea procesului de sinteză a celulelor bateriei cu litiu complet solide. În comparație cu bateria tradițională cu litiu, procesul de presare la cald este o legătură nouă, iar legătura de injecție lichidă lipsește. cerințe mai mari.
Configurare automată a produsului:
• Fiecare stație trebuie să utilizeze servomotoare cu 3~4 axe, care sunt utilizate pentru laminare și, respectiv, lipire;
• Folosiți HMI pentru a afișa temperatura de încălzire, sistemul de încălzire are nevoie de un sistem de control PID, care necesită un senzor de temperatură mai mare și necesită o cantitate mai mare;
• Controlerul PLC are cerințe mai mari privind precizia controlului și o perioadă mai scurtă de ciclu. În viitor, acest model ar trebui dezvoltat pentru a obține o laminare cu presare la cald de viteză ultra-înaltă.
Producătorii de echipamente includ: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd. și Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Introducerea echipamentelor tipice – mașină de turnare
Introducerea funcției modelului: pasta de pulbere amestecată este furnizată capului de turnare prin dispozitivul sistemului de alimentare automată, apoi aplicată cu racletă, rolă, micro-concavă și alte metode de acoperire, în funcție de cerințele procesului, și apoi uscată în tunelul de uscare. Banda de bază împreună cu corpul verde pot fi folosite pentru derulare. După uscare, corpul verde poate fi decojit și tăiat și apoi tăiat la lățimea specificată de utilizator pentru a turna un material de film semifabricat cu o anumită rezistență și flexibilitate.
Configurare automată a produsului:
• Servo este utilizat în principal pentru derulare și derulare, rectificarea abaterii, iar controlerul de tensiune este necesar pentru a regla tensiunea la locul de derulare și derulare;
• Utilizați HMI pentru a afișa temperatura de încălzire, sistemul de încălzire necesită sistem de control PID;
• Debitul de ventilație al ventilatorului trebuie reglat de un convertor de frecvență.
Producătorii de echipamente includ: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-tech Co., Ltd. – Xinbaohua Equipment Branch.
3. Introducerea echipamentelor tipice – moara de nisip
Introducerea funcției modelului: este optimizat pentru utilizarea mărgelelor de măcinare mici, de la dispersie flexibilă până la măcinare cu energie ultra-înaltă pentru o muncă eficientă.
Configurare automată a produsului:
• Morile de nisip au cerințe relativ scăzute pentru controlul mișcării, în general nu folosesc servo, dar folosesc motoare obișnuite de joasă tensiune pentru procesul de producție de șlefuire;
• Utilizați convertizorul de frecvență pentru a regla viteza axului, care poate controla măcinarea materialelor la viteze liniare diferite pentru a îndeplini cerințele diferite de finețe de măcinare ale diferitelor materiale.
Producătorii de echipamente includ: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd. și Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Ora postării: 18-mai-2022