Análisis de la ruta técnica de la batería sólida

La búsqueda de camiones sin carbono en los países avanzados del mundo se está volviendo cada vez más caliente, y la demanda de especificaciones de vehículos de nueva energía se ha vuelto cada vez más clara. Sin embargo, el lento desarrollo de la tecnología de baterías de litio en la actualidad ha restringido el alcance y la seguridad de crucero, lo que hace que la actualización de los vehículos de nueva energía sea más lenta. Se acerca el estándar nacional (energía específica 300Wh / kg @ 2020), la energía de la batería de litio líquido está limitada por el problema innato de seguridad (260Wh / kg ha demostrado ser incapaz de controlar la seguridad) y no puede volver a subir, sin mencionar 350Wh / kg en 2025.

El objetivo a largo plazo es difícil de conseguir. Recientemente, el accidente del incendio de la batería del vehículo de nueva energía ha estado sucediendo una y otra vez, lo que ha obligado a los fabricantes de automóviles internacionales como BMW y Toyota a comenzar sus operaciones. Ya sea una inversión, una empresa conjunta o un desarrollo conjunto, es solo para el primer paso y la tecnología de la batería. Un pedazo de paraíso "batería de estado sólido" está estratégicamente empaquetado.

Sin embargo, los líderes de la industria han invertido en baterías de estado sólido durante aproximadamente 20 años, pero aún se encuentran en un estado poco claro. Las fábricas de baterías tienen diferentes sistemas de electrolitos y no hay flujo técnico ni integración. Algunos de ellos tienen éxito. Producción, algunos continúan posponiendo el desarrollo del amplio espectro, tirando cientos de millones de dólares y luego dejar la escena es aún más familiar, la caída del cielo y el infierno es causada por la diferencia en la ruta esencial entre los diversos sistemas de electrolitos, inestabilidad, electricidad El desempeño sexual y la producción en masa tienen ventajas y desventajas congénitas que son irreversibles con la ciencia y la tecnología modernas. Dividimos los electrolitos en seis categorías según el proceso y el sistema químico: óxidos, sulfuros, cianuros, halógenos, películas, polímeros, etc. Las cuatro rutas técnicas principales ilustran el estado actual de su desarrollo:

Polímero sólido

Gracias a la madurez del desarrollo de polímeros líquidos, la capacidad de producción en masa de las baterías de polímeros sólidos no ha estado lejos de la de los polímeros líquidos, pero hay poca estabilidad que resulta en una baja confiabilidad eléctrica, junto con la conductividad iónica a temperatura ambiente. Por lo tanto, el rendimiento deficiente de la batería se ve comprometido en gran medida, incluso resultando en una situación en la que es difícil operar por debajo de 10-4 S / cm.

Anteriormente, el grupo francés Bolloré utilizó la batería BatScap para lanzar el automóvil en la red de la ciudad, pero debe continuar calentando la batería del automóvil eléctrico por encima de los 60 ° C para mantener la conductividad dentro de la batería. El gigante alemán de componentes Bosch Bosch Group también tuvo que abandonar su inversión en Seeo a principios de 2018; Ionic Materials, el fabricante de electrolitos poliméricos de alto perfil más reciente, ha recibido inversiones de Samsung SDI, Dyson, Wanxiang y otros grupos, quizás en los últimos años, se han obtenido muestras.

Película de óxido

Baterías de película delgada hasta el nivel de micras, alguna vez consideradas la mejor solución para el mercado médico y portátil, pero similar al proceso de producción de pulverización catódica de semiconductores, costos de equipos, altos requisitos ambientales, bajo rendimiento, por lo que la producción en masa no es fácil Y el costo es muy alto.

IPS de EE. UU. Fabricó una batería de película delgada de estado sólido en 2008 y fue adquirida por Apple en 2014. Hasta ahora, no se han lanzado productos. Además, Dyson Dyson Group invirtió en Sakti3, que es la noticia más candente en el mercado de baterías de estado sólido en 2015, pero en 2017. Anunció el abandono de todas las patentes de Sakti3 y se dirigió a invertir en plantas de polímeros sólidos que buscan ingresar rápidamente al mercado. . Desde este punto de vista, queda por ver la comercialización de la producción en masa de baterías de película fina.

Sulfuro

Aunque la conductividad es buena, la estabilidad no es la mejor, la placa más corta, la estabilidad de oxidación y reducción también es baja, la tecnología de proceso es complicada y está lejos del proceso de la batería de litio. Por lo tanto, el sistema de sulfuros tiene recursos extremadamente altos.

Toyota, Samsung SDI y CATL han invertido en el desarrollo de este sistema. Toyota espera que su batería de sulfuro de estado sólido desarrollada se ponga en uso comercial en 2022. El fabricante de baterías de Corea del Sur, SDI, recurrió a principios de este año después de pasar más de una década en la ruta de la tecnología de sulfuro. La ruta de los polímeros sólidos, la ruta de los sulfuros, no es razonable, solo se puede probar con el tiempo.

Óxido

El óxido tiene la mayor estabilidad y se puede producir en equipos de proceso e instalaciones de fábrica relativamente económicos en condiciones atmosféricas normales.

Sony, Ohara y Huineng Technology son los representantes de esta vía técnica. Entre ellos, la tecnología Huineng ha tomado la iniciativa en la superación de los óxidos. Es el primero en vencer los óxidos. Su conductividad es pobre, la pila de metal oxidado es frágil y la flexión se romperá. Estos problemas han logrado con éxito la comercialización de baterías de estado sólido de "carga rápida de 12 minutos" y "dinámicamente flexibles", y se han aplicado a HTC, Soft Bank y otras marcas de productos. Actualmente, la energía de estado sólido se ha implementado con varios fabricantes de automóviles en China, Europa y Japón. Mercado de baterías.

En conclusión:

En la actualidad, el dominio de las baterías de estado sólido no es alto y la disposición a compartirlas es menor. Por tanto, la elección de la ruta técnica de la fábrica de baterías es como una aventura que no se puede dar marcha atrás. Cada camino tiene diferentes obstáculos que superar, antes de la salida. Solo conozco las ventajas y desventajas de la teoría, pero después de verla hasta el final, será un callejón sin salida, un camino vivo o un camino largo y lleno de baches, pero nadie lo sabe. Solo podemos especular a partir de la tendencia de la industria de que el sistema de óxido más rápido actual, seguido del polímero sólido, debería poder salir en los últimos años; si las baterías de sulfuro y de película delgada son viables en la comercialización, al menos 5 En el año, el sistema de óxido ha entrado oficialmente en producción comercial en masa.

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