X'inhuma l-batteriji fi stat solidu?

Sa minn Mejju ta 'din is-sena, ħafna ħwienet tal-midja kienu qed iħeġġu l-proġett ta' batterija ta 'stat solidu ta' 6 biljun.

Wara, xi kumpaniji tal-batteriji tal-istat solidu ħabbru li se jindustrijalizzaw il-batteriji tal-istat solidu kollu fl-2027. Segwew diversi konferenzi stampa biex iħabbru kemm jistgħu jkunu għoljin id-densità tal-enerġija u l-prestazzjoni taċ-ċiklu. Ħafna drabi wieħed jista' jisma' d-densità tal-enerġija ta' ċellula waħda ta' ċerta kumpanija ta' 700+Wh/kg.

Allura, x'inhi eżattament batterija ta 'stat solidu? X'livell laħaq is-suq issa? Wara li kkomunikajt ma 'ħafna ħbieb ta' madwari, sibt li l-ewwel kunċett li huwa faċli biex tħawwad mal-batteriji ta 'stat solidu huwa semi-solidu u solidu sħiħ.

Jista 'jingħad li kważi l-hekk imsejħa batteriji ta' stat solidu li bħalissa qed jiċċirkolaw fis-suq huma batteriji semi-solidi, jiġifieri, taħlita solida-likwidu. Madankollu, wara li żarma ħafna batteriji ta 'stat solidu, instab li l-hekk imsejħa taħlita solida-likwidu fil-fatt hija diffiċli biex tara, u hija kważi l-istess bħall-istat ta' batteriji likwidi. Anke permezz ta 'xi karatterizzazzjonijiet preċiżi, huwa diffiċli li ssib ħjiel.

Hemm żewġ kumpaniji Ċiniżi rappreżentattivi: Qingtao u Weilan. Is-sistema ewlenija ta 'Qingtao hija l-fosfat tal-ħadid tal-litju (naturalment għandhom ukoll sistema ternarja), u Weilan huwa rappreżentat minn ternarju (naturalment għandhom ukoll litju tal-ħadid). L-ewwel hija prinċipalment teknoloġija tal-kisi taċ-ċeramika, u tal-aħħar hija reklamata bħala teknoloġija ta 'tqaddid in-situ (l-enfasi hija fuq il-pubbliċità). Jingħad li Qingtao bħalissa għandha ċelluli 380Wh/kg fiċ-ċirkolazzjoni, u Weilan bħalissa qed ibigħ ċelluli 350Wh/kg b'kapaċità ta '110Ah.

Xi ngħidu dwar il-batteriji kollha ta 'stat solidu? Il-batteriji kollha ta 'stat solidu huma prinċipalment maqsuma f'ossidi, polimeri u sulfidi (naturalment, hemm ukoll alidi). Meta wieħed jiġġudika mill-istatus attwali ta 'żvilupp tal-kumpaniji ewlenin ġenerali, ir-rotta tat-teknoloġija kollha hija sulfide. L-hekk imsejħa batterija ta 'stat solidu tas-sulfid hija fil-fatt taħlita ta' materjali ta 'elettrodi pożittivi u negattivi b'elettroliti u aġenti konduttivi li jgħaqqdu biex jiffurmaw elettrodu pożittiv (naturalment hemm metodi niexfa u mxarrba), u mbagħad l-elettrolit u ammont żgħir ta' binder huma mħallta biex jiffurmaw film (naturalment hemm metodi niexfa u mxarrba). Jekk huwa metodu imxarrab, is-sistema tas-sulfid hija sensittiva ħafna għas-sistema tas-solvent, u naturalment hija meħtieġa binder speċjali. Fl-aħħarnett, l-elettrodi pożittivi u negattivi u l-membrana tal-elettroliti huma f'munzelli saff b'saff biex jiffurmaw ċellula tal-batterija ta 'stat solidu kollu. Kull wieħed minn dawn il-proċessi għandu vojt li jimblokka l-industrijalizzazzjoni tal-batteriji kollha ta 'stat solidu.

It-tieni ħaġa li hija faċli biex tħawwad hija batterija ta 'stat solidu=sigurtà għolja u densità għolja ta' enerġija

Dan huwa nuqqas ta 'ftehim kbir ta' ħafna nies, inklużi dawk fl-industrija. Huma jaħsbu li l-batteriji kollha ta 'stat solidu għandhom densità għolja ta' enerġija. Ħafna nies barra l-industrija ħafna drabi jpinġu t-tamiet tagħhom fuq batteriji ta 'stat solidu kollu, ħafna drabi jgħidu "ma jkun hemm l-ebda likwidu meta joħorġu batteriji ta' stat solidu kollu". Fil-fatt, dan mhuwiex il-każ. Biex nifhmu din il-loġika, l-ewwel irridu nibdew mill-kunċett tad-densità tal-enerġija: id-densità tal-enerġija=enerġija/piż, u l-enerġija hija determinata mill-materjal innifsu, għalhekk id-densità tal-enerġija taċ-ċellula tal-batterija hija determinata mis-sistema materjali tal-batterija.

Il-batteriji tal-ħadid-litju bħalissa huma 180Wh/kg. Peress li l-batteriji ternarji huma maqsuma f'ħafna sistemi, id-densità tal-enerġija tagħhom hija bażikament fil-medda ta '240-360 jew saħansitra 380Wh/kg (aktar minn 285Wh/kg teħtieġ materjali bbażati fuq is-silikon). Naturalment, is-sistema tal-ossidu tal-kobalt tal-litju hija bażikament aktar minn 200 densità ta 'enerġija. Issa ħafna propaganda tad-densità tal-enerġija fis-suq laħqet 450, 500, 600 jew saħansitra 700Wh/kg jew aktar. Bażikament, il-materjal tal-elettrodu negattiv huwa metall tal-litju jew l-ebda elettrodu negattiv. Dan huwa l-istat ġenerali tad-densità tal-enerġija. Il-materjali tal-elettrodi pożittivi u negattivi tal-batteriji ta 'l-istat solidu kollha ma ġewx separati mill-materja prima likwida. Għalhekk, id-densità tal-enerġija tal-batteriji ta 'l-istat solidu mhux se tkun ogħla minn dik tal-batteriji likwidi.

Il-valur għoli li kulħadd jitkellem dwaru fil-fatt huwa bbażat fuq l-istennija li l-batteriji kollha ta 'stat solidu jistgħu jużaw elettrodi negattivi tal-metall tal-litju biex jiksbu densità għolja ta' enerġija taċ-ċellula tal-batterija wara li ssolvi l-problema tas-sigurtà, iżda din id-diffikultà mhix inqas milli ssolvi l- problema tas-sigurtà tal-batteriji tal-metall tal-litju likwidu. Għalhekk, huwa insostenibbli li wieħed jgħid li d-densità tal-enerġija tal-batteriji ta 'stat solidu hija baxxa. Għall-kuntrarju, mill-istatus attwali tal-iżvilupp, id-densità tal-enerġija tal-batteriji ta 'stat solidu kollu se tkun aktar baxxa. L-ewwel wieħed ġej mill-applikazzjoni ta 'materjali tas-sistema ta' enerġija għolja, it-tieni wieħed ġej mill-proporzjon ta 'materjali attivi, it-tielet wieħed ġej mill-ħxuna tal-membrana tal-elettroliti, u r-raba' wieħed ġej mill-problema li kulħadd mhux qed iħallas ħafna attenzjoni fil-preżent. It-tħaddim ta 'batteriji ta' stat solidu kollu jeħtieġ clamp ta 'pressjoni għolja. Il-morsa se żżid il-piż tat-tagħmir elettriku waqt l-użu attwali, u b'hekk tnaqqas il-vantaġġ tad-densità tal-enerġija taċ-ċellula tal-batterija sa ċertu punt.

B'mod ġenerali, il-batteriji kollha ta 'stat solidu tejbu ħafna s-sigurtà (hemm testijiet attwali), iżda bħala batterija ta' stat solidu tas-sulfid b'materjal ta 'ppakkjar artab, is-sulfid innifsu huwa materjal b'riskji kbar ta' sigurtà. It-tieni nett, it-titjib tas-sikurezza tal-batteriji kollha ta 'stat solidu huwa wkoll limitat. Mhuwiex intrinsikament sigur. Sa ċertu punt, xorta jista 'jikkawża runaway termali tal-batterija.

Dan ta 'hawn fuq huwa xi fehim relattivament makroskopiku tal-batteriji tal-istat solidu attwali, inklużi l-istat solidu kollu u l-istat semi-solidu. Naturalment, fit-tul, l-istat solidu kollu għadu ottimista. Mis-sitwazzjoni attwali, id-diffikultà biex issolvi l-problemi ta 'sikurezza ta' batteriji likwidi ta 'enerġija għolja mhix neċessarjament aktar baxxa mid-diffikultà li tiżviluppa ġenerazzjoni ġdida ta' batteriji ta 'stat solidu ta' sigurtà għolja. Nemmen li bl-isforzi konġunti tal-ktajjen industrijali upstream u downstream, nistgħu nkissru l-istatus quo u nirrealizzaw ir-rivoluzzjoni.

Nota: Ħafna mill-artikoli stampati mill-ġdid fuq dan is-sit huma miġbura mill-Internet. Id-drittijiet tal-awtur tal-artikoli jappartjenu lill-awtur oriġinali u s-sors oriġinali. Il-fehmiet fl-artiklu huma għall-qsim u l-komunikazzjoni biss. Jekk hemm xi kwistjonijiet dwar id-drittijiet tal-awtur, jekk jogħġbok għarrafni u nitrattaha fil-ħin.