Breve descripción del desarrollo de las baterías de estado sólido y de carga rápida

Guangzhou Automobile anunció oficialmente su entrada en el campo de las baterías de potencia.

Esta noticia dijo que lo pequeño no es pequeño, dijo que lo grande no es muy grande, porque el paquete de baterías de potencia de conducción ya es la tendencia general, después de todo, no hay tecnología de diseño de paquetes de baterías, no hay forma de hablar de I + D.

En comparación con la nueva tecnología eléctrica de litio, que es casi imposible de aplicar a gran escala en el corto plazo, la mejora en el diseño de la estructura de la celda de potencia tiene beneficios más prácticos. Ya sabes, desde el monómero hasta el sistema de batería es el eslabón débil de la industria nacional de nuevas energías.

Pero a largo plazo, mejorar el rendimiento de los vehículos eléctricos a través de la innovación del sistema de baterías es la forma fundamental de mejorar la competitividad. El desarrollo del sistema de batería actual se divide principalmente en dos relojes, uno es la dirección de alta energía específica representada por baterías sólidas y ternario de alto níquel; La otra es la dirección de gran aumento representada por la carga rápida.

El aumento de la densidad energética siempre ha sido el foco de la investigación en el país y en el extranjero. La dirección de alta potencia se refleja principalmente en baterías de alta potencia y recarga rápida. Es más popular en automóviles híbridos y en algunos subsectores. La tecnología de flash negro de 5 minutos de Israel que conmocionó al mundo el año pasado es típica de esta dirección. Además, la japonesa Toshiba también es muy destacada en esta área, y China está encabezada por el poder micro-macro.

"La resistencia no es suficiente, carga rápida", aunque hasta cierto punto, la carga rápida puede aliviar en gran medida la ansiedad del consumidor por el kilometraje, pero debido a la gran carga en la red, ha sido criticada por la industria. Sin embargo, recientemente, Toshiba y Porsche de Japón han logrado avances en el campo de la carga rápida, lo que puede señalar el camino para el campo de la carga rápida.

Aquí hay un vistazo a las nuevas tecnologías y eventos en la industria del litio esta semana.

1, batería de coche Toshiba SCiB de nueva generación que se carga 6 minutos continúan 320 km

Hace unos días, Toshiba anunció oficialmente que ha desarrollado con éxito una nueva generación de baterías de iones de litio para vehículos SCiB, que tiene las ventajas de una alta densidad de energía y una carga rápida. Según los datos de medición oficiales de Toshiba (estándar japonés JC08), este nuevo tipo de batería de iones de litio puede alcanzar los 6 minutos de carga y recorrer 320 kilómetros, que es tres veces más que las baterías de iones de litio tradicionales.

El sitio web oficial de Toshiba indicó en el anuncio que la compañía lanzó Super Charged Battery (SCiB) en 2008. Utiliza titanato de litio como electrodo negativo y puede lograr una carga y descarga rápida, con una vida útil de hasta 15.000 veces. También se puede utilizar en un entorno de menos 30 ° C.

A través de la investigación y el desarrollo técnicos, Toshiba desarrolló una batería de iones de litio con óxido de titanio y niobio como material de electrodo negativo sobre esta base, y su capacidad de almacenamiento de iones de litio es el doble que la del grafito que la batería de litio con material de cátodo negativo. Al mismo tiempo, Toshiba también mostró una muestra de una nueva batería de litio, 50Ah, solo 111 mm X 194 mm X 14,5 mm. Se informa que su carga puede llegar al 90% de la electricidad en 6 minutos, y la batería de litio de los vehículos eléctricos tradicionales solo se puede llenar con un 80% en 30 minutos incluso si se llena rápidamente.

Se informa que después de que la nueva generación de baterías de litio se haya cargado y descargado 5,000 veces, aún pueden mantener más del 90% de la capacidad de la batería y la tasa de pérdida es extremadamente baja. Además, también se puede lograr un llenado rápido a una temperatura baja de menos 10 ° C. Toshiba dijo que el nuevo ánodo de óxido de titanio y niobio y la nueva generación de baterías SCiB son un avance disruptivo que se espera que tenga un impacto significativo en la vida y el rendimiento de los vehículos eléctricos. Se informa que se espera que la nueva generación de baterías SCiB sea comercial en 2019.

Comentarios: de hecho, antes de que aumentara el calor de las baterías de estado sólido, la tecnología de carga rápida siempre ha sido el foco de la investigación corporativa, pero no se ha logrado ningún progreso práctico, porque es difícil tener en cuenta la densidad de energía, el ciclo de vida y seguridad bajo la premisa de garantizar una carga rápida. Lo que destaca en el campo de la carga rápida en China es la energía micro-macro. El rendimiento es relativamente completo, pero aún está lejos de ser aceptado por los consumidores. Sin embargo, la próxima generación de baterías de litio de tipo energético representadas por baterías de estado sólido no ha alcanzado el nivel de industrialización. Todavía es difícil decir quién obtendrá una ventaja en el mercado en el futuro. El autor cree personalmente que las baterías de carga rápida son más adecuadas para modelos híbridos, así como para otras áreas especiales de subdivisión.

2, tecnología para aumentar la vida útil de la pila de combustible

El factor central que determina el rendimiento de las pilas de combustible de óxido sólido es el cátodo donde se produce una reacción de reducción de oxígeno, generalmente utilizando un óxido con una estructura de perovskita (ABO3) en el cátodo. Sin embargo, aunque el óxido de calcio y titanio tiene un alto rendimiento en la operación inicial, su rendimiento disminuye con el tiempo, lo que limita su uso a largo plazo. En particular, las condiciones del estado de oxidación a alta temperatura requeridas para el funcionamiento del cátodo conducen a la segregación de la superficie, en la que la segunda fase, como el óxido de estroncio (SrOx), se acumula en la superficie del óxido, lo que da como resultado una disminución en el rendimiento del electrodo.

Usando química computacional y datos experimentales, el equipo del profesor WooChulu Jung del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales observó que el estado de compresión local alrededor del átomo de Sr en la red del electrodo de perovskita redujo la fuerza del enlace Sr-O, promoviendo así la separación de estroncio. El equipo descubrió que la variación local de la distribución de la deformación en el óxido de calcio y titanio era la principal causa de la separación de la superficie del estroncio. Con base en estos hallazgos, el equipo agregó diferentes tamaños de metal al óxido para controlar la deformación reticular en el material del cátodo e inhibió de manera efectiva la segregación del estroncio.

El profesor WooChulu Jung dijo: "Esta tecnología se puede lograr agregando una pequeña cantidad de átomos de metal al proceso de síntesis del material sin la necesidad de procesos adicionales. Espero que esta tecnología sea efectiva en el desarrollo de electrodos de óxido de calcio y titanio de alta durabilidad".

Comentarios: La vida de las pilas de combustible es realmente muy complicada. El mayor problema en la actualidad es causado por las condiciones de funcionamiento de los automóviles. Los cambios de corriente provocados por el arranque y la parada, la aceleración y la desaceleración son graves para la atenuación de los electrodos de membrana. Esta es la razón por la que los vehículos de celda de combustible utilizan actualmente conjuntos de sistemas de energía híbridos porque la batería puede transportar y reducir el impacto de los cambios actuales en las celdas de combustible. Por lo tanto, simplemente a partir de la investigación experimental de la propia celda de combustible para aumentar la vida útil, el contenido de oro no es alto o el beneficio real es muy pequeño.

3, el voltaje de carga de la misión de carga súper rápida puede alcanzar los 800 V

Porsche dijo que MissionE utilizará un sistema de carga ultrarrápida de alta presión de 800V. En comparación con el sistema de carga de 400 V más popular, teóricamente puede acortar el tiempo de carga al doble, lo que permite que MissionE se cargue durante 20 minutos y viaje 400 kilómetros. Es suficiente conducir de Nanjing a Shanghai. En comparación con la forma tradicional de repostar, 20 minutos no es inaceptable. Vale la pena mencionar que existen dos soluciones principales para la carga rápida de alto voltaje y la carga rápida de bajo voltaje en teléfonos inteligentes, y en realidad es similar para los vehículos eléctricos debido a los mayores requisitos de carga rápida de bajo voltaje para la capacidad de transporte de cables. Así que Porsche finalmente eligió la carga rápida a alta presión.

Porsche Mission ha aumentado el voltaje de algunos sistemas de control electrónico de vehículos a 48 V, lo que puede proporcionar más potencia para los componentes relacionados, seguido de mejoras de rendimiento. Prácticas similares han aparecido anteriormente en Bentley Bentayga. En cuanto a otros sistemas asistidos por vehículo, se mantiene en los 12V estándar.

Comentarios: De hecho, hay varios cuellos de botella en la carga rápida, el primero es la tecnología de carga rápida de la propia batería, seguida de pilas de carga de alta potencia. Sin embargo, estos dos puntos no se han resuelto de forma eficaz. La carga rápida de 800v introducida por Porsche no se puede utilizar a gran escala en las condiciones existentes. Es más una demostración. Pero al menos la tecnología avanzada de Porsche demuestra la viabilidad de la carga rápida en el futuro.

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