Beth yw batris solet-wladwriaeth?

Mor gynnar â mis Mai eleni, mae llawer o allfeydd cyfryngau wedi bod yn hyping i fyny y prosiect batri cyflwr solet 6 biliwn.

Wedi hynny, mae rhai cwmnïau batri cyflwr solet wedi cyhoeddi y byddant yn diwydiannu batris holl-solid-state yn 2027. Mae amryw o gynadleddau i'r wasg wedi dilyn i gyhoeddi pa mor uchel y gall y dwysedd ynni a pherfformiad beiciau fod. Yn aml, gall rhywun glywed dwysedd egni cell sengl cwmni penodol o 700+Wh/kg.

Felly, beth yn union yw batri cyflwr solet? Pa lefel mae'r farchnad wedi'i chyrraedd nawr? Ar ôl cyfathrebu â llawer o ffrindiau o'm cwmpas, canfûm mai'r cysyniad cyntaf sy'n hawdd ei ddrysu â batris cyflwr solet yw lled-solet a solet llawn.

Gellir dweud bod bron pob un o'r batris cyflwr solet fel y'u gelwir ar hyn o bryd yn cylchredeg ar y farchnad yn batris lled-solet, hynny yw, cymysgedd solet-hylif. Fodd bynnag, ar ôl dadosod llawer o fatris cyflwr solet, canfuwyd bod yr hyn a elwir yn gymysgedd hylif solet mewn gwirionedd yn anodd ei weld, a'i fod bron yr un fath â chyflwr batris hylif. Hyd yn oed trwy rai nodweddion manwl gywir, mae'n anodd dod o hyd i gliwiau.

Mae dau gwmni Tsieineaidd cynrychioliadol: Qingtao a Weilan. Prif system Qingtao yw ffosffad haearn lithiwm (wrth gwrs mae ganddyn nhw system deiran hefyd), ac mae Weilan yn cael ei gynrychioli gan deiran (wrth gwrs mae ganddyn nhw lithiwm haearn hefyd). Technoleg cotio cerameg yw'r cyntaf yn bennaf, ac mae'r olaf yn cael ei hysbysebu fel technoleg halltu in-situ (mae'r pwyslais ar gyhoeddusrwydd). Dywedir bod gan Qingtao gelloedd 380Wh / kg mewn cylchrediad ar hyn o bryd, ac ar hyn o bryd mae Weilan yn gwerthu celloedd 350Wh / kg gyda chynhwysedd o 110Ah.

Beth am fatris holl-solid-state? Rhennir batris holl-solid-state yn bennaf yn ocsidau, polymerau a sulfidau (wrth gwrs, mae yna halidau hefyd). A barnu o statws datblygu presennol y cwmnïau blaenllaw cyffredinol, mae'r llwybr technoleg cyfan yn sulfide. Mae'r batri cyflwr solid sulfide, fel y'i gelwir, mewn gwirionedd yn gymysgedd o ddeunyddiau electrod positif a negyddol gydag electrolytau ac asiantau dargludol rhwymwr i ffurfio electrod positif (wrth gwrs mae yna ddulliau sych a gwlyb), ac yna'r electrolyte a swm bach o rhwymwr yn cael eu cymysgu i ffurfio ffilm (wrth gwrs mae dulliau sych a gwlyb). Os yw'n ddull gwlyb, mae'r system sylffid yn sensitif iawn i'r system toddyddion, ac wrth gwrs mae angen rhwymwr arbennig. Yn olaf, mae'r electrodau positif a negyddol a'r bilen electrolyte yn cael eu pentyrru fesul haen i ffurfio cell batri holl-solid-state. Mae gan bob un o'r prosesau hyn fwlch sy'n rhwystro diwydiannu batris holl-solid-state.

Yr ail beth sy'n hawdd ei ddrysu yw batri cyflwr solet=diogelwch uchel a dwysedd ynni uchel

Mae hyn yn gamddealltwriaeth fawr o'r rhan fwyaf o bobl, gan gynnwys y rhai yn y diwydiant. Maen nhw'n meddwl bod gan fatris holl-solid-state ddwysedd ynni uchel. Mae llawer o bobl y tu allan i'r diwydiant yn aml yn pinio eu gobeithion ar fatris holl-solid-state, yn aml yn dweud "ni fydd unrhyw hylif pan ddaw batris holl-solid-state allan". Mewn gwirionedd, nid yw hyn yn wir. Er mwyn deall y rhesymeg hon, mae'n rhaid i ni ddechrau o'r cysyniad o ddwysedd ynni yn gyntaf: dwysedd ynni=egni / pwysau, ac mae ynni'n cael ei bennu gan y deunydd ei hun, felly mae dwysedd ynni'r gell batri yn cael ei bennu gan y system ddeunydd o'r batri.

Ar hyn o bryd mae batris haearn-lithiwm yn 180Wh/kg. Gan fod batris teiran wedi'u rhannu'n lawer o systemau, mae eu dwysedd ynni yn y bôn yn yr ystod o 240-360 neu hyd yn oed 380Wh/kg (mae angen deunyddiau sy'n seiliedig ar silicon ar fwy na 285Wh/kg). Wrth gwrs, mae'r system lithiwm cobalt ocsid yn y bôn yn fwy na 200 o ddwysedd ynni. Nawr mae llawer o bropaganda dwysedd ynni ar y farchnad wedi cyrraedd 450, 500, 600 neu hyd yn oed 700Wh / kg neu fwy. Yn y bôn, y deunydd electrod negyddol yw metel lithiwm neu ddim electrod negyddol. Dyma gyflwr cyffredinol dwysedd ynni. Nid yw deunyddiau electrod positif a negyddol batris holl-solid-state wedi'u gwahanu oddi wrth y deunyddiau crai hylif. Felly, ni fydd dwysedd ynni batris holl-solet yn uwch na batris hylif.

Mae'r gwerth uchel y mae pawb yn siarad amdano yn seiliedig mewn gwirionedd ar y disgwyliad y gall batris holl-solid-state ddefnyddio electrodau negyddol metel lithiwm i gyflawni dwysedd ynni uchel y gell batri ar ôl datrys y broblem diogelwch, ond nid yw'r anhawster hwn yn ddim llai na datrys y problem diogelwch batris metel lithiwm hylif. Felly, mae'n anghynaladwy dweud bod dwysedd ynni batris cyflwr solet yn isel. I'r gwrthwyneb, o'r statws datblygu gwirioneddol, bydd dwysedd ynni batris holl-solid-state yn is. Daw'r un cyntaf o gymhwyso deunyddiau system ynni uchel, daw'r ail o gyfran y deunyddiau gweithredol, daw'r trydydd o drwch y bilen electrolyte, a daw'r pedwerydd un o'r broblem nad yw pawb yn ei thalu. llawer o sylw ar hyn o bryd. Mae angen clamp pwysedd uchel ar gyfer gweithredu batris holl-solet. Bydd y clamp yn cynyddu pwysau'r offer trydanol yn ystod y defnydd gwirioneddol, a thrwy hynny leihau'r fantais o ddwysedd ynni'r gell batri i raddau.

Ar y cyfan, mae batris holl-solid-state wedi gwella diogelwch yn fawr (mae yna brofion gwirioneddol), ond fel batri cyflwr solet sylffid gyda deunydd pecynnu pecyn meddal, mae sylffid ei hun yn ddeunydd sydd â risgiau diogelwch mawr. Yn ail, mae gwelliant diogelwch batris holl-solet hefyd yn gyfyngedig. Nid yw'n gynhenid ​​ddiogel. I raddau, gall ddal i sbarduno rhediad thermol y batri.

Yr uchod yw rhywfaint o ddealltwriaeth gymharol macrosgopig o'r batris cyflwr solet presennol, gan gynnwys cyflwr holl-solid a lled-solet. Wrth gwrs, yn y tymor hir, holl-solet-cyflwr yn dal yn optimistaidd. O'r sefyllfa bresennol, nid yw anhawster datrys problemau diogelwch batris hylif ynni uchel o reidrwydd yn is na'r anhawster o ddatblygu cenhedlaeth newydd o fatris holl-solet diogelwch uchel. Credaf, gydag ymdrechion ar y cyd y cadwyni diwydiannol i fyny'r afon ac i lawr yr afon, y gallwn dorri drwy'r status quo a gwireddu'r chwyldro.

Nodyn: Mae'r rhan fwyaf o'r erthyglau sy'n cael eu hailargraffu ar y wefan hon yn cael eu casglu o'r Rhyngrwyd. Mae hawlfraint yr erthyglau yn eiddo i'r awdur gwreiddiol a'r ffynhonnell wreiddiol. Mae'r safbwyntiau yn yr erthygl ar gyfer rhannu a chyfathrebu yn unig. Os oes unrhyw faterion hawlfraint, rhowch wybod i mi a byddaf yn delio ag ef mewn pryd.