Son zamanlarda CCTV'nin “bir saat şarj olduğu ve dört saat kuyrukta kaldığı” yönündeki raporu hararetli tartışmalara yol açtı. Yeni enerjili araçların akü ömrü ve şarj sorunları bir kez daha herkesin gündemine oturdu. Şu anda, geleneksel sıvı lityum pillerle karşılaştırıldığında, katı hal lityum pillerdaha yüksek güvenlik, daha fazla enerji yoğunluğu, daha uzun pil ömrü ve daha geniş uygulama alanları ileendüstrideki kişiler tarafından lityum pillerin gelecekteki gelişim yönü olarak yaygın olarak kabul edilmektedir. Şirketler aynı zamanda düzen için de yarışıyor.
Katı hal lityum pil kısa vadede ticarileştirilemese de, büyük şirketler tarafından katı hal lityum pil teknolojisinin araştırma ve geliştirme süreci son zamanlarda giderek hızlanıyor ve pazar talebi, katı hal lityum pil teknolojisinin seri üretimini teşvik edebilir. lityum pilin planlanandan ileri gitmesi.Bu makale, katı hal lityum pil pazarının gelişimini ve katı hal lityum pilleri hazırlama sürecini analiz edecek ve sizi mevcut otomasyon pazarı fırsatlarını keşfetmeye götürecektir.
Katı hal lityum piller, sıvı lityum pillere göre önemli ölçüde daha iyi enerji yoğunluğuna ve termal stabiliteye sahiptir
Son yıllarda, alt uygulama alanındaki sürekli yenilik, lityum pil endüstrisi için giderek daha yüksek gereksinimleri ortaya çıkarmış ve lityum pil teknolojisi de sürekli olarak geliştirilerek daha yüksek spesifik enerji ve güvenliğe doğru ilerlemektedir.Lityum pil teknolojisinin gelişim yolu açısından bakıldığında, sıvı lityum pillerin ulaşabileceği enerji yoğunluğu giderek sınırına yaklaştı ve katı hal lityum piller, lityum pillerin geliştirilmesinin tek yolu olacak.
“Enerji Tasarruflu ve Yeni Enerjili Araçlara Yönelik Teknik Yol Haritası”na göre güç akülerinin enerji yoğunluğu hedefi 2025 yılında 400Wh/kg, 2030 yılında ise 500Wh/kg’dır.2030 hedefine ulaşmak için mevcut sıvı lityum pil teknolojisi rotası sorumluluğu üstlenemeyebilir. 350Wh/kg'lık enerji yoğunluğu tavanını kırmak zordur ancak katı hal lityum pillerin enerji yoğunluğu 350Wh/kg'ı kolaylıkla aşabilir.
Ülke, pazar talebi doğrultusunda katı hal lityum pillerin geliştirilmesine de büyük önem veriyor.Aralık 2019’da yayımlanan “Yeni Enerji Taşıt Endüstrisi Geliştirme Planı (2021-2035)” (Yorum Taslağı)’nda, katı hal lityum pillerin araştırma, geliştirme ve sanayileştirilmesinin güçlendirilmesi ve katı hal lityum pillerin artırılması öneriliyor. Tablo 1'de gösterildiği gibi ulusal düzeye.
Tablo 1 Sıvı piller ve katı hal pillerin karşılaştırmalı analizi
Sadece yeni enerji araçları için değil, enerji depolama endüstrisi de geniş bir uygulama alanına sahiptir
Ulusal politikaların desteklenmesinden etkilenen yeni enerjili araç endüstrisinin hızlı gelişimi, katı hal lityum piller için geniş bir gelişme alanı sağlayacaktır.Buna ek olarak, tamamen katı hal lityum piller, elektrokimyasal enerji depolama teknolojisinin darboğazını aşması ve gelecekteki geliştirme ihtiyaçlarını karşılaması beklenen, gelişen teknoloji yönlerinden biri olarak da kabul edilmektedir.Elektrokimyasal enerji depolama açısından, lityum piller şu anda elektrokimyasal enerji depolamanın %80'ini oluşturmaktadır.2020 yılında elektrokimyasal enerji depolamanın kümülatif kurulu kapasitesi, 2019'a göre %91 artışla 3269,2MV'dir. Ülkenin enerji geliştirme yönergeleriyle birlikte, kullanıcı tarafında, yenilenebilir enerji şebekesine bağlı tesislerde elektrokimyasal enerji depolama talebi ve Şekil 1'de gösterildiği gibi diğer alanların hızlı büyümeyi başlatması bekleniyor.
Ocak'tan Eylül 2021'e kadar yeni enerji araçlarının satışları ve büyümesi 2014'ten 2020'ye kadar Çin'deki kimyasal enerji depolama projelerinin kümülatif kurulu kapasitesi ve büyüme oranı
Şekil 1 Yeni enerji araçlarının satışı ve büyümesi; Çin'deki kimyasal enerji depolama projelerinin kümülatif kurulu kapasitesi ve büyüme oranı
İşletmeler araştırma geliştirme sürecini hızlandırıyor ve Çin genellikle oksit sistemlerini tercih ediyor
Son yıllarda sermaye piyasası, pil şirketleri ve büyük otomobil şirketleri, yeni nesil güç pili teknolojisindeki rekabete hakim olmayı umarak katı hal lityum pillerin araştırma düzenini artırmaya başladı.Ancak mevcut ilerlemeye göre, tamamen katı hal lityum pillerin seri üretime geçmeden önce bilim ve üretim teknolojisi açısından olgunlaşması 5-10 yıl alacak.Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai gibi uluslararası ana akım otomobil şirketleri, katı hal lityum pil teknolojisine yönelik Ar-Ge yatırımlarını artırıyor; Pil şirketleri açısından CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD vb. firmalar da gelişmeye devam ediyor.
Tamamen katı hal lityum piller, elektrolit malzemelerine göre üç kategoriye ayrılabilir: polimer katı hal lityum piller, sülfit katı hal lityum piller ve oksit katı hal lityum piller.Polimer katı hal lityum pil iyi bir güvenlik performansına sahiptir, sülfür katı hal lityum pilin işlenmesi kolaydır ve oksit katı hal lityum pil en yüksek iletkenliğe sahiptir.Şu anda Avrupalı ve Amerikalı firmalar oksit ve polimer sistemlerini tercih ediyor; Toyota ve Samsung liderliğindeki Japon ve Koreli şirketler sülfit sistemlerine daha meraklı; Çin'in her üç sistemde de araştırmacıları var ve Şekil 2'de görüldüğü gibi genellikle oksit sistemlerini tercih ediyorlar.
Şekil 2 Akü şirketlerinin ve büyük otomobil şirketlerinin katı hal lityum pillerinin üretim planı
Araştırma ve geliştirme süreci açısından bakıldığında Toyota, katı hal lityum piller alanında yabancı ülkelerdeki en güçlü oyunculardan biri olarak kabul edilmektedir. Toyota ilgili gelişmeleri ilk kez 2008 yılında katı hal lityum pil start-up şirketi Ilika ile işbirliği yaptığında önerdi.Haziran 2020'de Toyota'nın tamamen katı hal lityum pillerle donatılmış elektrikli araçları, test rotasında sürüş testleri gerçekleştirdi.Artık araç sürüş verilerinin elde edilmesi aşamasına gelinmiştir.Eylül 2021'de Toyota, katı hal lityum piller de dahil olmak üzere yeni nesil piller ve pil tedarik zincirleri geliştirmek için 2030 yılına kadar 13,5 milyar dolar yatırım yapacağını duyurdu.Yurt içinde Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy ve Ganfeng Lithium Industry, 2019 yılında yarı katı lityum piller için küçük ölçekli pilot üretim hatları kurdu.Eylül 2021'de Jiangsu Qingtao 368Wh/kg katı hal lityum pil, Tablo 2'de gösterildiği gibi ulusal güçlü denetim sertifikasını geçti.
Tablo 2 Büyük işletmelerin katı hal pil üretim planları
Oksit bazlı katı hal lityum pillerin proses analizi, sıcak presleme prosesi yeni bir bağlantıdır
Zor işleme teknolojisi ve yüksek üretim maliyeti, katı hal lityum pillerin endüstriyel gelişimini her zaman kısıtlamıştır. Katı hal lityum pillerin süreç değişiklikleri esas olarak hücre hazırlama sürecine yansır ve Tablo 3'te gösterildiği gibi elektrotları ve elektrolitleri üretim ortamı için daha yüksek gereksinimlere sahiptir.
Tablo 3 Oksit bazlı katı hal lityum pillerin süreç analizi
1. Tipik ekipmanın tanıtımı – laminasyon sıcak pres
Model fonksiyonu tanıtımı: Laminasyon sıcak pres esas olarak tamamen katı lityum pil hücrelerinin sentez işlemi bölümünde kullanılır. Geleneksel lityum pil ile karşılaştırıldığında, sıcak presleme işlemi yeni bir bağlantıdır ve sıvı enjeksiyon bağlantısı eksiktir. daha yüksek gereksinimler.
Otomatik ürün konfigürasyonu:
• Her istasyonun sırasıyla laminasyon laminasyon ve yapıştırma için kullanılan 3~4 eksenli servo motorları kullanması gerekir;
• Isıtma sıcaklığını görüntülemek için HMI'yı kullanın; ısıtma sistemi, daha yüksek bir sıcaklık sensörü gerektiren ve daha büyük bir miktar gerektiren bir PID kontrol sistemine ihtiyaç duyar;
• Kontrolör PLC'sinin kontrol doğruluğu ve daha kısa döngü süresi konusunda daha yüksek gereksinimleri vardır. Gelecekte, ultra yüksek hızlı sıcak presleme laminasyonu elde etmek için bu model geliştirilmelidir.
Ekipman üreticileri şunları içerir: Xi'an Tiger Elektromekanik Ekipman İmalat Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Otomasyon Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Lazer Akıllı Ekipman Co., Ltd. ve Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Tipik ekipmanın tanıtılması – döküm makinesi
Model fonksiyonu tanıtımı: Karışık toz bulamaç, otomatik besleme sistemi cihazı aracılığıyla döküm kafasına beslenir ve daha sonra proses gereksinimlerine göre kazıyıcı, rulo, mikro içbükey ve diğer kaplama yöntemleriyle uygulanır ve ardından kurutma tünelinde kurutulur. Taban bandı yeşil gövdeyle birlikte geri sarma için kullanılabilir. Kuruduktan sonra, yeşil gövde soyulabilir ve kesilebilir ve ardından belirli bir güç ve esnekliğe sahip boş bir film malzemesi dökmek için kullanıcı tarafından belirtilen genişliğe kadar kesilebilir.
Otomatik ürün konfigürasyonu:
• Servo esas olarak geri sarma ve çözme, sapmayı düzeltme için kullanılır ve geri sarma ve çözme yerindeki gerilimi ayarlamak için gerilim kontrol cihazı gereklidir;
• Isıtma sıcaklığını görüntülemek için HMI kullanın, ısıtma sistemi PID kontrol sistemine ihtiyaç duyar;
• Fan havalandırma akışının bir frekans dönüştürücü tarafından düzenlenmesi gerekir.
Ekipman üreticileri şunları içerir: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-tech Co., Ltd. – Xinbaohua Ekipman Şubesi.
3. Tipik ekipmanın tanıtılması – kum değirmeni
Model fonksiyonu tanıtımı: Verimli çalışma için esnek dağılımdan ultra yüksek enerjili öğütmeye kadar küçük öğütme boncuklarının kullanımı için optimize edilmiştir.
Otomatik ürün konfigürasyonu:
• Kum değirmenlerinin hareket kontrolü açısından nispeten düşük gereksinimleri vardır; genellikle servo kullanmazlar, ancak zımparalama üretim süreci için sıradan düşük voltajlı motorlar kullanırlar;
• Farklı malzemelerin farklı öğütme inceliği gereksinimlerini karşılamak için malzemelerin farklı doğrusal hızlarda öğütülmesini kontrol edebilen iş mili hızını ayarlamak için frekans dönüştürücüyü kullanın.
Ekipman üreticileri şunları içerir: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd. ve Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Gönderim zamanı: Mayıs-18-2022