“Katı hal pillerinin yeni nesil güç pilleri için nihai çözüm olması bekleniyor. Şu anda, dünyanın dört bir yanındaki şirketler bir silahlanma yarışı aşamasına girdiler ve katı hal pillerinin araştırma ve geliştirilmesine yatırım yapıyorlar. Ticari hale geldiklerinde, sektörde yıkıcı değişikliklere yol açacaklar.” “Mevcut çeşitli Keşiflerde, yeni nesil güç pili olma olasılığı en yüksek olan katı hal lityum pildir.”
Günümüzde, endüstride katı hal pillerinin sesi giderek yükseliyor. Katı hal pillerinin ticarileşme noktası gerçekten geliyor mu? Teknoloji açısından, katı hal pilleri hangi yeni atılımları gerçekleştirdi?
Katı hal pillerinin bu kadar iyi olmasının sebebi nedir?
Katı hal pilleri bir tür pil teknolojisidir. Günümüzde yaygın olarak kullanılan lityum iyon piller ve lityum iyon polimer pillerin aksine, katı hal pili katı elektrotlar ve katı elektrolitler kullanan bir pildir.
10 yıl ömürlü toptan lityum golf arabası aküleri? Burayı kontrol et.
Katı hal pilleri, yeni nesil pillerin yönlerinden biri olarak kabul ediliyor. Avantajları nelerdir?
Birincisi yüksek güvenliktir. Katı hal pilinin elektroliti katılaştırılmış olduğundan, yanıcı, patlayıcı veya uçucu bileşenler içermez, bu da pil sızıntısından kaynaklanan pil dumanı ve yangın sorunlarını ortadan kaldırabilir ve aynı zamanda şarj ve deşarj sırasında lityum dendritlerinin oluşumunu önleyebilir. potansiyel güvenlik tehlikeleri, en güvenli pil sistemi olarak bilinir.
İkincisi yüksek enerji yoğunluğudur. Oriental Fortune Securities araştırma raporuna göre, şu anda piyasada kullanılan lityum demir fosfat pillerin enerji yoğunluğu yaklaşık 120-140Wh, üçlü pillerin enerji yoğunluğu yaklaşık 130-220Wh ve katı hal pillerin enerji yoğunluğu yaklaşık 300-400Wh olup, geleneksel pillerin çok ötesindedir.
Üçüncüsü, katı hal pilinin daha geniş bir sıcaklık aralığına ve daha uzun bir çevrim ömrüne sahip olmasıdır. Katı hal elektrolitinin kararlılığı, pildeki deaktivasyon ve bozulma sürecini yavaşlatabilir, bu da yalnızca pilin hizmet ömrünü uzatmakla kalmaz, aynı zamanda metal lityumun elektrot dendrit büyümesini önleyebilir, elektrotun hacim genişlemesini ve hasarını azaltabilir ve pilin çevrim kararlılığını iyileştirebilir.
Yukarıdaki avantajlara dayanarak, katı hal pillerine endüstride büyük umutlar bağlandı. Çin Bilimler Akademisi akademisyeni ve Tsinghua Üniversitesi profesörü Ouyang Minggao, "Dünya çapında sayısız insan, tüm katı hal pil teknolojisinin inovasyon hareketine yatırım yaptı. ChatGPT teknolojisinin ortaya çıkmasıyla, yeni malzemelerin keşif verimliliği iyileştirildi ve geliştirme döngüsü kısaltıldı. Küresel çabalar sayesinde, tüm katı hal piller başarılı olabilir." dedi.
Ouyang Minggao, "Katı hal pil teknolojisiyle ilgili dünyanın önde gelen dergilerinde yayınlanan makalelerin katlanarak arttığını ve teknolojinin ticarileşme arifesinde olduğunu gördük." dedi.
Çin Mühendislik Akademisi'nin yabancı akademisyeni Sun Xueliang'a göre, büyük ölçekli seri üretim ve uygulama için pencere 2025 ile 2030 arasındadır. "Önümüzdeki 10 yıl, katı hal pil araştırma ve geliştirme için önemli bir fırsat dönemi olacak."
Gelişim durumu nasıl?
2023 yılında yapılan bir araştırma raporuna göre, küresel katı hal pil pazar alanının 300 yılında 2030 milyar yuanı aşacağı tahmin ediliyor.
Böylesine büyük bir pazarla karşı karşıya kalan tüm ülkeler fırsatı değerlendirmek için aktif olarak plan yapıyor. China Electric Vehicle 100'ün başkan yardımcısı ve genel sekreteri Zhang Yongwei, ABD'nin 2030 yılına kadar katı hal pilleri ve lityum metal pillerin büyük ölçekli seri üretimini gerçekleştirmeyi planladığını; Japonya'nın 2030 yılına kadar tüm katı hal pillerinin seri üretimini gerçekleştirmeyi planladığını; katı hal pillerinin, lityum-kükürt pillerinin ve lityum metal pillerinin ticari uygulamasını planlanandan önce gerçekleştirmek için 306.6 milyar won yatırım yapılacağını; AB'nin pil projesine katılan yedi üye ülkeye pil teknolojisi araştırmalarını ve proje inovasyonunu desteklemek için 3.2 milyar avro yardım onayladığını söyledi.
Ülkem 2020'den bu yana ilk kez katı hal pillerini endüstrinin temel gelişim hedefleri olarak listeledi ve araştırma ve geliştirme ile endüstrileşme sürecini hızlandırmayı önerdi. Bu yıl, katı hal pillerinin standart sistemi üzerindeki araştırmanın daha da güçlendirilmesi önerildi.
Politikaların desteğiyle, ülkemin akü şirketleri, araç şirketleri, bilimsel araştırma enstitüleri ve endüstriyel zincirdeki diğer yukarı ve aşağı akış şirketleri araştırma ve geliştirme ve düzenleme yapıyor ve katı hal pillerinin endüstriyelleşme sürecini sürekli olarak teşvik ediyor. Ningde dönemi 2016'da sülfürlü katı hal pillerinin araştırma ve geliştirme yolunu duyurdu; Guoxuan Hi-Tech 2017'de katı hal pilleri ve katı hal elektrolitleri geliştirmeye başladı; Honeycomb Energy 20'de Çin'de ilk 2022Ah seviyesindeki kükürt bazlı tüm katı hal prototip pillerini piyasaya sürdü.
Araç üreticileri açısından, BYD 2016 yılında katı hal pillerini gelecekteki geliştirme yönü olarak belirledi ve 2021'de kükürt bazlı katkı maddesi tüm katı hal pillerinin patentini açıkladı; bu yılın 31 Mayıs'ında SAIC Motor ve Qingtao Energy bir sermaye artırımı ve hisse genişleme anlaşması imzaladı. Stratejik iş birliği çerçeve anlaşması iki taraf arasındaki uzun vadeli ve kazan-kazan stratejik ortaklığını daha da derinleştirecek, 100,000 yılında "2025 araç" katı hal pil teknolojisinin seri üretimini teşvik etmede öncülük edecek ve gerçekten güvenli, enerji tasarruflu, uygun maliyetli "patlayıcı elektrikli araç" üretmek için dünyanın önde gelen yenilikçi teknolojisine güvenecektir.
Sermaye piyasasında katı hal pilleriyle ilgili şirketler de rağbet görüyor. Battery.com'un eksik istatistiklerine göre, şu ana kadar bu alanda 8 şirket öne çıkıyor. Çin'de katı hal pil üretimi 32 finansman turu gerçekleştirdiler. Bunlar arasında, 2022 yılında katı hal pilleri alanındaki finansman önemli ölçüde hızlandırılacak ve 8 şirket toplam 12 finansman turu gerçekleştirecek.
“Son yıllarda Çin, yarı katı ve yarı katı piller araştırmasında dünyada lider bir konuma geldi. Tüm katı hal piller alanında Çin, gelişmiş ülkelere giderek yaklaştı ve çok iyi gelişme fırsatlarına sahip.” Sun Xueliang, bir sonraki adımın Avantajları tam olarak kullanmak, endüstri-üniversite-araştırma iş birliğini güçlendirmek ve Çin'de tüm katı hal pillerde ilk atılımı gerçekleştiren olmak için çabalamak olduğunu söyledi.
eksiklikler nelerdir?
Ateşli solid-state pil pazarının arkasında, göz ardı edilemeyecek pek çok eksiklik var.
Sun Xueliang, katı hal pillerin avantajlarının güvenlik ve enerji yoğunluğu olduğunu ancak yine de malzeme sorunları, arayüz sorunları ve mühendislik sorunları gibi birçok zorlukla karşı karşıya olduklarını söyledi. “Temel araştırma ve geliştirme ve inovasyon daha da güçlendirilmeli ve patent düzeni vurgulanmalıdır.”
Teknolojinin yanı sıra maliyet de dikkate alınması gereken bir konudur. Sektördeki bazı kişiler, tüm katı hal pillerinin maliyetinin hibrit katı-sıvı pillere kıyasla daha da artacağını söyledi. Bir yandan, katı hal elektrolitlerinin miktarındaki artıştan kaynaklanıyor. Amortisman ve itfa, ürün kalite kontrol yeteneklerinin eksikliği ve uzun mühendislik doğrulama döngüleri gibi faktörler de maliyetleri artıracaktır.
China Post Securities'in hesaplamasına göre, katı hal pillerinin mevcut maliyeti sıvı pillerin maliyetinden %30'dan fazla daha yüksektir. Yarı katı pillerin büyük ölçekli seri üretiminden sonra maliyetin sıvı pillerin maliyetinden %10-%20 daha yüksek olacağı tahmin edilmektedir. lityum piller.
SAIC Group'un yardımcı baş mühendisi ve SAIC Jieneng Automobile Technology Co., Ltd.'nin genel müdürü Zhu Jun, tüm katı hal pillerinin enerji yoğunluğu ne kadar yüksek olursa olsun, ana akım elektrikli araçların hala maliyet açısından değerli olduğunu söyledi. Yarı katı ve tüm katı piller ana akım otomobil üreticilerinin maliyetleri düşürmesine yardımcı olabilirse, yakında ticari olarak piyasaya sürülmeleri gerekir.
Ek olarak, bazı uzmanlar şu anda katı hal pillerinin adlandırılması ve boyutunun net tanımlardan ve özelliklerden yoksun olduğunu söyledi. Tanımlayın, etkisiz yatırım ve Ar-Ge israfını azaltın. Öte yandan, mevcut ulusal standartlara dayanarak, bıçak pilleri ve katı elektrolit özellikleri gibi sektördeki yılların geliştirme deneyimiyle birleştirildiğinde, sektörün ölçeklenebilir gelişimine yardımcı olmak için daha akıcı bir güç pili boyut özelliği standardı formüle edilmelidir.
