Жақында бейнебақылау камерасының «бір сағат зарядтап, төрт сағат кезекте тұр» деген хабары қызу пікірталас тудырды.Жаңа энергетикалық көліктердің батареясының қызмет ету мерзімі мен зарядтау мәселелері тағы да барлығы үшін өзекті мәселеге айналды.Қазіргі уақытта дәстүрлі сұйық литий батареяларымен, қатты күйдегі литий батареяларымен салыстырғандақауіпсіздігі жоғарырақ, қуат тығыздығы жоғары, батареяның қызмет ету мерзімі ұзағырақ және қолдану өрістері кеңірекӨнеркәсіп инсайдерлері литий батареяларының болашақ даму бағыты ретінде кеңінен қарастырылады.Компаниялар да орналасу үшін бәсекелеседі.
Қатты күйдегі литий батареясын қысқа мерзімде коммерцияландыру мүмкін болмаса да, ірі компаниялардың қатты күйдегі литий батареяларының технологиясын зерттеу және әзірлеу процесі соңғы уақытта жылдам және жылдамырақ болды және нарықтағы сұраныс қатты күйдегі литий батареяларының жаппай өндірісіне ықпал етуі мүмкін. мемлекеттік литий батареясын мерзімінен бұрын.Бұл мақала қатты күйдегі литий батареялары нарығының дамуын және қатты күйдегі литий батареяларын дайындау процесін талдайды және сізді автоматтандыру нарығының бар мүмкіндіктерін зерттеуге шақырады.
Қатты күйдегі литий батареялары сұйық литий батареяларына қарағанда энергия тығыздығы мен термиялық тұрақтылығы айтарлықтай жақсырақ.
Соңғы жылдары төменгі ағынды қолдану саласындағы үздіксіз инновациялар литий батареялары өнеркәсібіне жоғары және жоғары талаптарды қойды, сонымен қатар литий батареясының технологиясы да үздіксіз жетілдіріліп, жоғары ерекше энергия мен қауіпсіздікке қарай жылжиды.Литий батареялары технологиясының даму жолы тұрғысынан сұйық литий батареялары қол жеткізе алатын энергия тығыздығы біртіндеп өзінің шегіне жақындады және қатты күйдегі литий батареялары литий батареяларын дамытудың жалғыз жолы болады.
«Энергияны үнемдеу және жаңа энергия көліктерінің техникалық жол картасына» сәйкес, қуат батареяларының энергия тығыздығы 2025 жылы 400 Вт сағ/кг және 2030 жылы 500 Вт сағ/кг құрайды.2030 жылға дейінгі мақсатқа жету үшін қолданыстағы сұйық литий батареясының технологиясының бағыты жауапкершілікті көтере алмауы мүмкін.350 Вт сағ/кг қуат тығыздығы шегін бұзу қиын, бірақ қатты күйдегі литий батареяларының энергия тығыздығы 350 Вт сағ/кг-нан оңай асып кетуі мүмкін.
Нарық сұранысын ескере отырып, ел қатты күйдегі литий батареяларын дамытуға да үлкен мән береді.2019 жылдың желтоқсан айында жарияланған «Жаңа энергетикалық көлік өнеркәсібін дамыту жоспарында (2021-2035 жж.)» (Түсініктеме жобасы) қатты күйдегі литий батареяларын зерттеу мен әзірлеуді және индустрияландыруды күшейту және қатты күйдегі литий батареяларын көтеру ұсынылады. 1-кестеде көрсетілгендей ұлттық деңгейге дейін.
1-кесте Сұйық батареялар мен қатты күйдегі батареялардың салыстырмалы талдауы
Жаңа энергетикалық көліктер үшін ғана емес, энергия сақтау индустриясы кең қолдану кеңістігіне ие
Ұлттық саясатты ілгерілетудің әсерінен жаңа энергетикалық көлік индустриясының қарқынды дамуы қатты күйдегі литий батареялары үшін кең даму кеңістігін қамтамасыз етеді.Сонымен қатар, тұтастай қатты күйдегі литий батареялары электрохимиялық энергияны сақтау технологиясының тар мойнынан өтіп, болашақ даму қажеттіліктерін қанағаттандыратын жаңа технологиялық бағыттардың бірі ретінде танылады.Электрохимиялық энергияны сақтау тұрғысынан алғанда, литий батареялары қазіргі уақытта электрохимиялық энергияның 80% құрайды.2020 жылы электрохимиялық энергия сақтау қоймасының жиынтық орнатылған қуаты 3269,2 МВт құрайды, бұл 2019 жылмен салыстырғанда 91%-ға өсті. Елдің энергетиканы дамыту жөніндегі нұсқаулықтарымен біріктірілгенде, пайдаланушы тарапында электрохимиялық энергияны сақтауға сұраныс, жаңартылатын энергия көздеріне қосылған қондырғылар және 1-суретте көрсетілгендей, басқа кен орындары қарқынды өсуді қамтамасыз етеді деп күтілуде.
2021 жылдың қаңтарынан қыркүйекке дейін жаңа энергетикалық көліктердің сатылымы мен өсуі 2014 жылдан 2020 жылға дейін Қытайдағы химиялық энергияны сақтау жобаларының жиынтық орнатылған қуаты мен өсу қарқыны
1-сурет Жаңа энергетикалық көліктердің сатылымы мен өсуі;жиынтық орнатылған қуат пен Қытайдағы химиялық энергияны сақтау жобаларының өсу қарқыны
Кәсіпорындар ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық үдерістерді жылдамдатады, ал Қытай әдетте оксидтік жүйелерді қалайды
Соңғы жылдары капитал нарығы, аккумуляторлық компаниялар және ірі автомобиль компаниялары жаңа буын қуат батареяларының технологиясындағы бәсекелестікте үстемдік етуге үміттеніп, қатты күйдегі литий батареяларының зерттеу схемасын ұлғайта бастады.Дегенмен, қазіргі прогреске сәйкес, тұтас қатты күйдегі литий батареяларының жаппай өндіріске дейін ғылым мен өндірістік технологияда жетілуі үшін 5-10 жыл қажет.Toyota, Volkswagen, BMW, Honda, Nissan, Hyundai және т.б. сияқты халықаралық негізгі автомобиль компаниялары қатты күйдегі литий батареяларының технологиясына ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық инвестицияларын арттыруда;аккумулятор компаниялары тұрғысынан CATL, LG Chem, Panasonic, Samsung SDI, BYD және т.б. да дамуын жалғастыруда.
Толық қатты күйдегі литий батареяларын электролиттік материалдарға сәйкес үш санатқа бөлуге болады: полимерлі қатты күйдегі литий батареялары, сульфидті қатты күйдегі литий батареялары және оксидті қатты күйдегі литий батареялары.Полимерлі қатты күйдегі литий батареясының қауіпсіздік көрсеткіштері жақсы, сульфидті қатты күйдегі литий батареясын өңдеу оңай, ал оксидті қатты күйдегі литий батареясы ең жоғары өткізгіштікке ие.Қазіргі уақытта еуропалық және американдық компаниялар оксидтік және полимерлі жүйелерді қалайды;Toyota және Samsung жетекшілік ететін жапон және корей компаниялары сульфидті жүйелерге көбірек ынталы;Қытайда барлық үш жүйеде зерттеушілер бар және әдетте 2-суретте көрсетілгендей оксидті жүйелерді қалайды.
2-сурет Аккумулятор компаниялары мен ірі автомобиль компанияларының қатты күйдегі литий батареяларының өндірістік схемасы
Ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық прогресс тұрғысынан Toyota шет елдердегі қатты денелі литий батареялары саласындағы ең қуатты ойыншылардың бірі ретінде танылды.Toyota бірінші рет 2008 жылы қатты денелі литий батареясын іске қосу Ilika компаниясымен ынтымақтаса отырып, тиісті әзірлемелерді ұсынды.2020 жылдың маусымында Тойотаның қатты күйдегі литий батареяларымен жабдықталған электр көліктері сынақ бағытында жүргізу сынақтарынан өтті.Қазір көлік жүргізу деректерін алу кезеңіне жетті.2021 жылдың қыркүйегінде Toyota 2030 жылға қарай жаңа буын батареялары мен батареяларды жеткізу тізбегін, соның ішінде қатты күйдегі литий батареяларын дамытуға 13,5 миллиард доллар инвестиция салатынын хабарлады.Отандық Guoxuan Hi-Tech, Qingtao New Energy және Ganfeng Lithium Industry 2019 жылы жартылай қатты литий батареялары үшін шағын көлемді тәжірибелік өндіріс желілерін құрды.2021 жылдың қыркүйегінде Цзянсу Цинтао 368 Вт сағ/кг қатты күйдегі литий батареясы 2-кестеде көрсетілгендей ұлттық күшті инспекциялық сертификаттаудан өтті.
2-кесте Ірі кәсіпорындардың қатты күйдегі батареяларды өндіру жоспарлары
Оксид негізіндегі қатты күйдегі литий батареяларының технологиялық талдауы, ыстық престеу процесі - жаңа сілтеме
Күрделі өңдеу технологиясы және жоғары өндіріс құны әрқашан қатты күйдегі литий батареяларының өнеркәсіптік дамуын шектеді.Қатты күйдегі литий батареяларының технологиялық өзгерістері негізінен ұяшықты дайындау процесінде көрінеді, ал олардың электродтары мен электролиттері 3-кестеде көрсетілгендей, өндіріс ортасына жоғары талаптар қояды.
3-кесте Оксид негізіндегі қатты күйдегі литий батареяларының технологиялық талдауы
1. Типтік жабдықты енгізу – ламинациялау ыстық пресі
Модель функциясын енгізу: Ламинацияның ыстық прессі негізінен барлық қатты литий батареяларының жасушаларының синтездеу процесінде қолданылады.Дәстүрлі литий батареясымен салыстырғанда, ыстық престеу процесі жаңа сілтеме болып табылады және сұйықтықты бүрку сілтемесі жоқ.жоғары талаптар.
Өнімнің автоматты конфигурациясы:
• Әрбір станция ламинациялау және желімдеу үшін қолданылатын 3~4 осьтік сервомоторларды пайдалануы керек;
• Жылыту температурасын көрсету үшін HMI пайдаланыңыз, жылыту жүйесіне PID басқару жүйесі қажет, ол жоғарырақ температура сенсорын қажет етеді және үлкен мөлшерді қажет етеді;
• PLC контроллері басқару дәлдігі мен қысқа цикл кезеңіне жоғары талаптар қояды.Болашақта бұл модель ультра жоғары жылдамдықты ыстық престеу ламинациясына қол жеткізу үшін әзірленуі керек.
Жабдықтарды өндірушілер мыналарды қамтиды: Сиань жолбары электромеханикалық жабдық өндірісі Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd. және Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Типтік жабдықты енгізу – құю машинасы
Модель функциясын енгізу: Аралас ұнтақты суспензия құю басына автоматты беру жүйесінің құрылғысы арқылы жеткізіледі, содан кейін процестің талаптарына сәйкес қырғыш, ролик, микро-шұңқыр және басқа жабын әдістерімен қолданылады, содан кейін кептіру туннельінде кептіріледі.Негізгі таспаны жасыл корпуспен бірге кері орау үшін пайдалануға болады.Кептіруден кейін жасыл корпусты аршып, кесуге болады, содан кейін белгілі бір беріктігі мен икемділігі бар пленка материалының дайындамасын құю үшін пайдаланушы көрсеткен енге дейін кесуге болады.
Өнімнің автоматты конфигурациясы:
• Серво негізінен кері орау және ағыту, ауытқуды түзету үшін қолданылады, ал кері орау және босату орнындағы кернеуді реттеу үшін кернеу реттегіші қажет;
• Жылыту температурасын көрсету үшін HMI пайдаланыңыз, жылыту жүйесіне PID басқару жүйесі қажет;
• Желдеткіштің желдету ағыны жиілік түрлендіргішімен реттелуі керек.
Жабдықтарды өндірушілер мыналарды қамтиды: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Гуандун Фэнхуа High-Tech Co., Ltd. – Синьбаохуа жабдық филиалы.
3. Типтік жабдықты енгізу – құм диірмені
Модель функциясын енгізу: Ол тиімді жұмыс үшін икемді дисперсиядан ультра жоғары энергиялы тегістеуге дейін ұсақ ұнтақтау моншақтарын пайдалану үшін оңтайландырылған.
Өнімнің автоматты конфигурациясы:
• Құм диірмендері қозғалысты басқаруға салыстырмалы түрде төмен талаптар қояды, әдетте серволарды қолданбайды, бірақ тегістеу өндірісі үшін қарапайым төмен вольтты қозғалтқыштарды пайдаланады;
• Шпиндельдің айналу жиілігін реттеу үшін жиілік түрлендіргішті пайдаланыңыз, ол әртүрлі материалдардың әр түрлі ұнтақтау жіңішкелігі талаптарын қанағаттандыру үшін әртүрлі сызықтық жылдамдықтарда материалдарды тегістеуді басқара алады.
Жабдықтарды өндірушілер мыналарды қамтиды: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd. және Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Хабарлама уақыты: 18 мамыр 2022 ж