Tudja, mi változtatja meg az energiaterületet?

Aggódik, ha elektromos autót vezet, hogy télen nem kezdődik meg, vagy hogy az akkumulátor nyáron felgyullad, amikor közvetlen napfénynek van kitéve? Ha azt mondtam neked, hogy van egy új típusú akkumulátor, amely másodpercek alatt kezdődik, mínusz 40 Celsius fokon, még ha lyukasztják is, akkor nem fog felrobbanni. Elhiszed?

Nem én rajzolok egy tortát az Ön számára, hanem egy folyamatban lévő energiaforradalom, szilárd - állami akkumulátorok. Ma beszélek veled arról, hogy hol vannak a szilárd - állami akkumulátorok, és miért olyan népszerűek? Hol vannak a lehetőségek a jövőben?

Nióbium(NB) nagy potenciált mutatott be sokoldalú eszközként a szilárd - állami akkumulátorok területén, és alkalmazáskutatása egyre aktívabbá válik. A negatív elektródok szempontjából a niobium volfrám -oxid (NWO) lítium -iondiffúziós együtthatója több nagyságrendű, mint a grafit, amely rendkívül gyors töltést tesz lehetővé. Ugyanakkor a kis mennyiségváltozása és a hosszú ciklus élettartama erőteljes jelölt anyaggá teszi a grafit negatív elektródok cseréjét; Ezenkívül a - alapú vagy lítium -fém negatív elektródok felületi módosítása ultra - vékony niobium -pentoxid (NB ₂ o ₅) bevonatok felhasználásával hatékonyan gátolhatja a lítium -dendrit növekedését, és szilárd elektrolitákkal csökkentheti az oldalsó reakciókat, jelentősen javíthatja az akkumulátor biztonságát. Az elektrolitok szempontjából a dopping niobium elemet LLZO típusú (gránát típusú) szilárd elektrolitok stabilizálhatják a köbfázisú szerkezetüket, ezáltal javítva a lítium -ion vezetőképességét és javítva a gyakorlati alkalmazás megvalósíthatóságát.

A hagyományos lítium akkumulátorok négy fő alkatrészből állnak: pozitív elektróda, negatív elektród elektrolit és elválasztó. Közülük az elektrolit a legstabilabb és gyúlékony folyadék. Miután túlterhelték, rövidzárlatot vagy magas hőmérsékleteknek vannak kitéve, könnyen hőt generálhat, akár öngyulladhat vagy felrobbanhat. A szilárd - állami akkumulátorok legnagyobb változása az elektrolit és az elválasztó cseréje szilárd - állapotú elektrolit, amely közvetlenül megoldja a forrás biztonsági veszélyeit. Pontosan ennek a változásnak köszönhetően három fő előnye van.
Először is, biztonságosabb. A folyékony akkumulátorok olyanok, mint egy forrásban lévő víz, amely könnyen felrobbanhat, míg a szilárd - állami akkumulátorok olyanok, mint egy olyan fémdarab, amelyet nem lehet törni vagy megfordítani, és még rövidzárlat esetén is stabil maradhat.
A második a nagyobb energia -sűrűség, amely képes alkalmazkodni a nagyobb feszültség pozitív elektródaanyagokhoz, és közvetlenül megduplázza az energiatároló kapacitást. A múltban az elektromos járművek 500 kilométert tudtak futtatni, de a szilárdtestre váltás után könnyedén megszakadhat 1000 kilométert.
Végül van az éghajlati alkalmazkodás. Normálisan működhet, mínusz 40 Celsius foktól 100 Celsius fokig, így könnyű kezelni mind a hideg északkeleti, mind a forró sivatagot.

Pontosan ezeknek az előnyöknek köszönhetően a szilárd - állami akkumulátorok nagy figyelmet fordítottak az utóbbi években. Egyrészt ennek oka a felhasználók robbanásveszélyes igénye. 2024 -re az új energia járművek globális értékesítése meghaladta a 20 millió egységet, a penetrációs arány közel 20%. A két legszorosabb kérdés azonban mindenki számára a repülés megújítása és a biztonság.

A szilárdtest akkumulátorok pontosan a megfelelő megoldás. Az előrejelzések szerint a szilárd - állami akkumulátorokat 2026 -tól kezdve megkezdi a járműveken, és 2027 -ben kis tételekben telepítik. 2023 -ra a penetrációs sebesség várhatóan meghaladja a 10%-ot. A szilárd - állami akkumulátorok értéke nemcsak az új energia járművekben, hanem az alacsony tengerszint feletti gazdaságban is. Például az elektromos függőleges felszállási és leszállási repülőgépek nagyon magas követelményeket mutatnak az akkumulátorok számára, beleértve az energia sűrűségét, a súlyát és a hőállóságot. A szilárdtest akkumulátorok pontosan megfelelhetnek ezeknek a szabványoknak. Vannak olyan humanoid robotok is, amelyek könnyű, stabil és hosszú akkumulátor -élettartamot igényelnek, és szilárd - állami akkumulátorok elegendőek ahhoz, hogy megfeleljenek. Ezért mindaddig, amíg ezek az intelligens terminálszállítószállító hordozók továbbra is a könnyű és a magas - energia felé haladnak, a szilárd - állami akkumulátorok iránti kereslet soha nem hiányzik.

Manapság a világ versenyez ezen a technológiai magas szinten. Japán volt az első, aki számos alapvető szabadalommal kezdte, és 2030 -ig kitűzte a forgalomba hozatali célt. Kína viszont egy későn, amelynek a legtöbb szabadalmi kérelem az utóbbi években, folyamatosan rangsorolva a világon. Ez szintén 6 milliárd jüan -t fektetett be speciális pénzeszközökbe annak támogatására. Szükség van arra, hogy az ipari lánc felfelé és lefelé egyaránt felgyorsítsák a következőket - felfelé.

Természetesen még a legfejlettebb technológiának is van hegymászási periódusa. Jelenleg a szilárd - állami akkumulátorok három fő kihívással néznek szembe. Az első az, hogy a vezetőképesség nem elég magas, és az elektrolit belső működésének hatékonyságában még mindig van lehetőség. A második az interfészek közötti stabilitás, mivel az elektródák és az elektrolitok küzdelemre hajlamosak, ami befolyásolhatja az akkumulátor élettartamát. Az utolsó nagy - skála előállítás, ami még mindig nagyon nehéz. A laboratóriumban nem nehéz szilárd - állami akkumulátort készíteni, de az, hogy a gyár képes -e, hogy ez a tömeg előállítható -e, az igazi teszt. Ezért az iparág általában két - lépés megközelítést választ. Az első lépés egy félig - szilárd állapot elkészítése, amely a folyadékkomponens 5–10% -át megtartja, hogy először megoldja a problémákat. Ez a technológia 2024 óta működik a piacon. A második az összes szilárdtest akkumulátor, amelyek várhatóan 2026 -ra lépnek be a piac érvényesítési szakaszába, és ezután fokozatosan növelik a mennyiséget. A szilárd - állami akkumulátorok növekedése nemcsak technológiai forradalom, hanem a tőke ünnepe is. Lehetőségei az anyagoktól a berendezésekig történő alkalmazásig virágzik, és az anyagi oldalon az elektrolit anyagok a lélek. Jelenleg négy fő technológiai út létezik, köztük a szulfidok, oxidok, halogenidek és polimerek, mindegyiknek megvan a saját előnye és hátránya. A szulfidoknak a legerősebb teljesítménye van, de előkészítésük nagyon összetett. Az oxid biztonságos és stabil, de nehéz feldolgozni. A halogenidek gyorsan haladnak, és viszonylag magas költségekkel járnak. A polimereknek jó rugalmassággal bírnak, de vezetőképességük nem ideális, tehát nincs egyetlen módja annak, hogy folyamatosan nyerjenek.

Jelenleg a szulfidokat és a halogenideket a legígéretesebbnek tekintik, és a pozitív és negatív elektródaanyagok korszerűsítése szintén felgyorsul, mivel meghatározzák az akkumulátor kapacitását és élettartamát, valamint a vezetőképes anyagokat. Annak ellenére, hogy észrevétlenül, ez kulcsfontosságú változó az általános teljesítmény javításában. Manapság a szén nanocsövek vezetőképes szerek egy autópályává válnak, amely elektródokat és elektrolitokat csatlakoztat. A berendezés végén az új folyamatok szintén helyettesítik a régi gyártási vonalakat, és a hagyományos akkumulátorgyártó vezetékek már nem alkalmasak szilárd - állami folyamatokra. Manapság a száraz elektródák és az elektrosztatikus formázás olyan új technológiák, amelyek biztonságosabbá teszik a gyártási folyamatot és alacsonyabb energiafogyasztást, és új növekedési pontokká válnak a berendezésgyártók számára. Ez azt is jelenti, hogy az ipari lánc upstream berendezési összeköttetéseiben új robbanási kör lesz.

A fotovoltaikusok megváltoztak az energiatermelés, a lítium akkumulátorok megváltoztak a szállítás, és a szilárd - állami akkumulátorok rekonstruálhatják a teljes energiarendszert, amely a jövőben továbbra is éretté válik az alkalmazás forgatókönyveivel. Az anyagtulajdonságok folyamatos javulásával és a termelési költségek fokozatos csökkenésével a szilárd - állami elemek fokozatosan láthatatlanoktól és immateriálissá válnak a használhatóig és a gyors futásig. Gondolod, hogy a szilárd - állami akkumulátorokat 2026 -ban az ütemezés szerint telepítik? Ez lesz a következő mögöttes energialogika, amely megváltoztatja a világot?