Todas las baterías de estado sólido comienzan silenciosamente a industrializarse en el mercado nacional

Todas las baterías de estado sólido comienzan silenciosamente a industrializarse en el mercado nacional

Entre la exploración adicional sobre la densidad de energía de las baterías eléctricas, las baterías totalmente de estado sólido son una tendencia y compañías de automóviles de renombre mundial como Toyota y BMW han realizado inversiones en este campo.

En la actualidad, la batería de potencia para la industrialización suele ser una batería líquida y un material líquido que se utiliza como electrolito. Todas las baterías de estado sólido, como su nombre lo indica, utilizan materiales sólidos como electrolitos. Los materiales electrolíticos relacionados generalmente tienen tres categorías principales de polímeros, óxidos y sulfuros. En general, los materiales positivos y negativos son los mismos, con un electrolito líquido, la densidad de energía es mejor que con un electrolito sólido. Sin embargo, a partir de la acumulación previa y el progreso de la industria y la comunidad de investigación, la batería de litio totalmente sólida que utiliza electrolito sólido y material de ánodo de metal de litio tiene grandes perspectivas comerciales. Si el material del electrodo negativo no contiene litio metálico, en sentido estricto, debería denominarse "batería de iones de litio". (Parte de los otros capítulos de este artículo, el uso coloquial de la industria de "baterías de litio" en lugar de "baterías de iones de litio").

Según Xu Xiaoxiong y Li Wei, el 25 de diciembre de 2017, el "Nombre corporativo de las baterías de litio totalmente sólidas" publicado por la cuenta pública de WeChat "Ciencia y tecnología de almacenamiento de energía", los materiales del cátodo de todas las baterías de estado sólido generalmente usan compuestos electrodos, incluida la actividad de los electrodos. Sustancia, electrolito sólido, agente conductor, la industria es más común para la investigación de LiCoO2, LiFePO4, LiMn2O4, desarrollo tardío de óxido en capas con alto contenido de níquel, electrodo positivo de tipo espinela de níquel-manganeso rico en litio y alto voltaje, o litio -Material cátodo de nuevo tipo gratis. Los materiales del electrodo negativo incluyen principalmente litio metálico, electrodo negativo de carbono y óxido, cada uno con una longitud, y el material del electrodo negativo de litio metálico es uno de los materiales de electrodo negativo más importantes para todas las baterías de litio sólido debido a su alta capacidad y bajo potencial.

Como se mencionó anteriormente, la capacidad teórica de intercalación de litio del grafito utilizado como material de electrodo negativo principal para baterías de energía es de 0,372 Ah / g; mientras que la capacidad específica teórica del litio metálico es tan alta como 3,86 Ah / g. Por lo tanto, el uso de litio metálico como material de electrodo negativo aumenta teóricamente en gran medida la densidad de energía de la batería. Como se menciona en el artículo "Correspondiente a la batería de litio totalmente sólida", se espera que la batería de litio totalmente sólida que utiliza litio metálico como material de electrodo negativo tenga una densidad de energía de 300-400 Wh / kg o incluso superior.

La batería totalmente de estado sólido reemplaza el electrolito orgánico con un electrolito sólido inorgánico. Además de mejorar la densidad de energía de la batería, también ayuda a mejorar la seguridad de la batería y su ciclo de vida. Sin embargo, todavía existen algunas dificultades prácticas en el proceso de industrialización. Por ejemplo, la compatibilidad del litio metálico con electrolitos sólidos es deficiente, lo que afecta el rendimiento de los materiales del ánodo de litio metálico. En los últimos años, la comunidad de investigadores y la industria han realizado un gran trabajo para realizar la industrialización de las baterías de estado sólido en una fecha temprana. En China, muchos institutos de investigación de la Academia de Ciencias de China (incluida la Universidad de Ciencia y Tecnología de China), la Universidad de Ciencia y Tecnología de Beijing, el Instituto de Investigación de Metales No Ferrosos de Beijing y otras instituciones de investigación científica han logrado ciertos resultados en la investigación de estado sólido baterías.

La Figura 53 muestra la mejora del diseño de la batería de litio de estado sólido propuesta por el Instituto de Materiales de Ningbo, Yaoxia Yin, Academia de Ciencias de China: Li10GeP2S12 con alta conductividad de iones de litio y Li7P3S11 con metal de litio estable para construir una heteroestructura de electrolito doble para obtener metal ánodo de litio en batería de estado sólido. Aplicaciones. Además, el equipo utilizó sulfuro de múltiples metales nanoestructurado Cu2ZnSnS4 como material activo del electrodo positivo, que inhibió significativamente la alta impedancia interfacial causada por el efecto de la capa de carga espacial del electrodo positivo de óxido y el electrolito de sulfuro. Al mismo tiempo, el grafeno compuesto construye un canal de electrones, mejorando efectivamente su estabilidad cíclica y un excelente rendimiento de velocidad, aún puede mantener capacidades específicas de descarga de hasta 544,6 y 233,9 mAh / g ciclando 100 y 300 ciclos a densidades de corriente de 100 y 1000 mA / g, respectivamente.

Es gratificante observar que en la industria, la producción en masa de baterías de estado sólido ha logrado importantes avances en 2017. Si tiene éxito, promoverá la mejora adicional del rendimiento de las baterías de energía de China.

Yanfeng Lithium reveló en el Informe Provisional de 2017 que la compañía presentó una serie de personal de I + D de alto nivel para baterías de energía en la primera mitad de 2017, incluido el Dr. Xu Xiaoxiong. El Dr. Xu Xiaoxiong es un experto autorizado en el campo de las baterías de litio de estado sólido. Se desempeñó como "batería de almacenamiento de energía de iones de litio de estado sólido" en el campo de nueva energía del "12.º quinquenio" del Ministerio de Ciencia y Tecnología, y jefe del Programa Nacional 863, así como del largo -Batería de energía a término de la Academia China de Ciencias. Líder del proyecto. La compañía anunció el 6 de diciembre de 2017 que Zhejiang Feng Li, una subsidiaria de propiedad total, invertiría en el desarrollo de una batería de litio de estado sólido de primera generación con una producción anual de 10,000 vatios (100 MW) con sus propios fondos de no más de 250 millones de yuanes. La línea de producción de prueba llevará a cabo la promoción y lanzamiento al mercado de la primera generación de productos en los usuarios de vehículos de nueva energía. El período de construcción del proyecto es de 2 años.

Guoneng Battery reveló en su cuenta pública oficial de WeChat que estableció Henan Pingmei Guoneng Lithium Battery Co., Ltd. en Henan Xinxiang el 12 de octubre de 2017 con China Pingmei Shenma Group. Según el plan, el proyecto construirá un total de baterías de iones de litio de estado sólido de 10GWh. La primera fase del proyecto de batería de iones de litio de estado sólido de 1GWh invertirá 500 millones de yuanes y se espera que se complete a fines de 2018. Después de la finalización del proyecto, formará la primera batería de litio de estado sólido completamente automática del mundo. -Línea de producción de baterías de iones, cambiar la estructura actual de la industria internacional de baterías de iones de litio, promover el objetivo estratégico del decimotercer Plan Quinquenal de la Batería Nacional de Energía, acelerar la construcción de un nuevo sistema industrial y traer alta gama a la industria . El campo avanza constantemente.

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