சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள்: அடுத்த தலைமுறை பேட்டரி வழி

சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள்: அடுத்த தலைமுறை பேட்டரி வழி

மே 14 அன்று, "தி கொரியா டைம்ஸ்" மற்றும் பிற ஊடக அறிக்கைகளின்படி, சாம்சங் ஹூண்டாய் நிறுவனத்துடன் இணைந்து மின்சார வாகனங்களை உருவாக்கவும், ஹூண்டாய் மின்சார வாகனங்களுக்கு பவர் பேட்டரிகள் மற்றும் பிற இணைக்கப்பட்ட கார் பாகங்களை வழங்கவும் திட்டமிட்டுள்ளது. சாம்சங் நிறுவனமும் ஹூண்டாய் நிறுவனமும் பேட்டரி விநியோகம் தொடர்பான புரிந்துணர்வு ஒப்பந்தத்தில் விரைவில் கையெழுத்திடும் என்று ஊடகங்கள் கணித்துள்ளன. சாம்சங் தனது சமீபத்திய சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரியை ஹூண்டாய்க்கு அறிமுகப்படுத்தியதாக தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது.

சாம்சங்கின் கூற்றுப்படி, அதன் முன்மாதிரி பேட்டரி முழுவதுமாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டால், ஒரு மின்சார காரை ஒரே நேரத்தில் 800 கிலோமீட்டருக்கு மேல் ஓட்ட அனுமதிக்கும், பேட்டரி சுழற்சி 1,000 மடங்குக்கும் அதிகமாக இருக்கும். அதன் அளவு அதே திறன் கொண்ட லித்தியம்-அயன் பேட்டரியை விட 50% சிறியது. இந்த காரணத்திற்காக, திட நிலை பேட்டரிகள் அடுத்த பத்து ஆண்டுகளில் மின்சார வாகனங்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமான ஆற்றல் பேட்டரிகளாக கருதப்படுகின்றன.

மார்ச் 2020 தொடக்கத்தில், சாம்சங் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் அட்வான்ஸ்டு ஸ்டடி (SAIT) மற்றும் ஜப்பானின் சாம்சங் ஆராய்ச்சி மையம் (SRJ) "நேச்சர் எனர்ஜி" இதழில் "வெள்ளியால் இயக்கப்பட்ட உயர் ஆற்றல் கொண்ட நீண்ட சைக்கிள் ஓட்டும் அனைத்து திட-நிலை லித்தியம் உலோக பேட்டரிகள்" வெளியிட்டன. -கார்பன் கலப்பு அனோட்கள்" திட-நிலை பேட்டரிகள் துறையில் அவற்றின் சமீபத்திய வளர்ச்சியை அறிமுகப்படுத்தியது.

இந்த பேட்டரி திடமான எலக்ட்ரோலைட்டைப் பயன்படுத்துகிறது, இது அதிக வெப்பநிலையில் எரியக்கூடியது அல்ல, மேலும் பஞ்சர் ஷார்ட் சர்க்யூட்களைத் தவிர்க்க லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகளின் வளர்ச்சியைத் தடுக்கும். கூடுதலாக, இது ஒரு வெள்ளி-கார்பன் (Ag-C) கலவை அடுக்கை அனோடாகப் பயன்படுத்துகிறது, இது ஆற்றல் அடர்த்தியை 900Wh/L ஆக அதிகரிக்க முடியும், 1000 சுழற்சிகளுக்கு மேல் நீண்ட சுழற்சி ஆயுட்காலம் மற்றும் மிக அதிக கூலம்பிக் திறன் (சார்ஜ்) மற்றும் வெளியேற்ற திறன்) 99.8%. ஒருமுறை செலுத்திய பிறகு பேட்டரியை இயக்க முடியும். கார் 800 கிலோமீட்டர் பயணித்தது.

இருப்பினும், ஆய்வறிக்கையை வெளியிட்ட SAIT மற்றும் SRJ ஆகியவை சாம்சங் SDI ஐ விட அறிவியல் ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களாகும், இது தொழில்நுட்பத்தில் கவனம் செலுத்துகிறது. கட்டுரை புதிய பேட்டரியின் கொள்கை, கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்திறன் ஆகியவற்றை மட்டுமே தெளிவுபடுத்துகிறது. பேட்டரி இன்னும் ஆய்வக நிலையில் உள்ளது மற்றும் குறுகிய காலத்தில் பெருமளவில் உற்பத்தி செய்வது கடினம் என்று முதற்கட்டமாக மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

திட-நிலை பேட்டரிகள் மற்றும் பாரம்பரிய திரவ லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் இடையே உள்ள வேறுபாடு என்னவென்றால், எலக்ட்ரோலைட்டுகள் மற்றும் பிரிப்பான்களுக்கு பதிலாக திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. லித்தியம்-இன்டர்கலேட்டட் கிராஃபைட் அனோட்களைப் பயன்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை. அதற்கு பதிலாக, உலோக லித்தியம் அனோடாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது அனோட் பொருட்களின் எண்ணிக்கையைக் குறைக்கிறது. அதிக உடல் ஆற்றல் அடர்த்தி (>350Wh/kg) மற்றும் நீண்ட ஆயுள் (>5000 சுழற்சிகள்), அத்துடன் சிறப்பு செயல்பாடுகள் (நெகிழ்வுத்தன்மை போன்றவை) மற்றும் பிற தேவைகள் கொண்ட பவர் பேட்டரிகள்.

புதிய சிஸ்டம் பேட்டரிகளில் திட-நிலை பேட்டரிகள், லித்தியம் ஃப்ளோ பேட்டரிகள் மற்றும் உலோக-காற்று பேட்டரிகள் ஆகியவை அடங்கும். மூன்று திட-நிலை பேட்டரிகள் அவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் கரிம எலக்ட்ரோலைட்டுகள், மற்றும் ஆக்சைடுகள் மற்றும் சல்பைடுகள் கனிம செராமிக் எலக்ட்ரோலைட்டுகள்.

உலகளாவிய திட-நிலை பேட்டரி நிறுவனங்களைப் பார்க்கும்போது, ​​​​ஸ்டார்ட்-அப்கள் உள்ளன, மேலும் சர்வதேச உற்பத்தியாளர்களும் உள்ளனர். நிறுவனங்கள் வெவ்வேறு நம்பிக்கைகளுடன் எலக்ட்ரோலைட் அமைப்பில் தனியாக உள்ளன, மேலும் தொழில்நுட்ப ஓட்டம் அல்லது ஒருங்கிணைப்பின் போக்கு இல்லை. தற்போது, ​​சில தொழில்நுட்ப வழிகள் தொழில்மயமாக்கலின் நிலைமைகளுக்கு அருகில் உள்ளன, மேலும் திட-நிலை பேட்டரிகளின் ஆட்டோமேஷனுக்கான பாதை முன்னேற்றத்தில் உள்ளது.

ஐரோப்பிய மற்றும் அமெரிக்க நிறுவனங்கள் பாலிமர் மற்றும் ஆக்சைடு அமைப்புகளை விரும்புகின்றன. பாலிமர் அடிப்படையிலான திட-நிலை பேட்டரிகளை வணிகமயமாக்குவதில் பிரெஞ்சு நிறுவனமான Bolloré முன்னணி வகித்தது. டிசம்பர் 2011 இல், அதன் மின்சார வாகனங்கள் 30kwh திட-நிலை பாலிமர் பேட்டரிகள் + மின்சார இரட்டை அடுக்கு மின்தேக்கிகள் மூலம் இயக்கப்படும் பங்கு கார் சந்தையில் நுழைந்தது, இது உலகில் முதல் முறையாகும். EVகளுக்கான வணிகரீதியான திட-நிலை பேட்டரிகள்.

Sakti3, ஒரு மெல்லிய-பிலிம் ஆக்சைடு திட-நிலை பேட்டரி உற்பத்தியாளர், 2015 இல் பிரிட்டிஷ் வீட்டு உபயோகப் பொருட்களான டைசன் நிறுவனத்தால் கையகப்படுத்தப்பட்டது. இது மெல்லிய-பட தயாரிப்பு செலவு மற்றும் பெரிய அளவிலான உற்பத்தியின் சிரமத்திற்கு உட்பட்டது, மேலும் வெகுஜன எதுவும் இல்லை. நீண்ட காலத்திற்கு உற்பத்தி தயாரிப்பு.

திட-நிலை பேட்டரிகளுக்கான மேக்ஸ்வெல்லின் திட்டம் முதலில் சிறிய பேட்டரி சந்தையில் நுழைந்து, 2020 இல் அவற்றை பெருமளவில் உற்பத்தி செய்து, 2022 இல் ஆற்றல் சேமிப்புத் துறையில் அவற்றைப் பயன்படுத்துவதாகும். விரைவான வணிக பயன்பாட்டிற்காக, மேக்ஸ்வெல் முதலில் அரை-பரிசீலனை செய்ய முயற்சி செய்யலாம். குறுகிய காலத்தில் திடமான பேட்டரிகள். இருப்பினும், அரை-திட பேட்டரிகள் அதிக விலை கொண்டவை மற்றும் முதன்மையாக குறிப்பிட்ட தேவை துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதனால் பெரிய அளவிலான பயன்பாடுகளை கடினமாக்குகிறது.

மெல்லிய படலமற்ற ஆக்சைடு தயாரிப்புகள் சிறந்த ஒட்டுமொத்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் தற்போது வளர்ச்சியில் பிரபலமாக உள்ளன. தைவான் ஹுய்னெங் மற்றும் ஜியாங்சு கிங்டாவ் இருவரும் இந்தப் பாதையில் நன்கு அறியப்பட்ட வீரர்கள்.

ஜப்பானிய மற்றும் கொரிய நிறுவனங்கள் சல்பைட் அமைப்பின் தொழில்மயமாக்கல் சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதில் அதிக அர்ப்பணிப்புடன் உள்ளன. டொயோட்டா மற்றும் சாம்சங் போன்ற பிரதிநிதி நிறுவனங்கள் தங்கள் வரிசைப்படுத்தலை விரைவுபடுத்தியுள்ளன. சல்பைட் திட-நிலை பேட்டரிகள் (லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரிகள்) அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் குறைந்த விலை காரணமாக மகத்தான வளர்ச்சி திறனைக் கொண்டுள்ளன. அவற்றுள் டொயோட்டாவின் தொழில்நுட்பம் மிகவும் மேம்பட்டது. இது ஆம்பியர்-நிலை டெமோ பேட்டரிகள் மற்றும் மின்வேதியியல் செயல்திறனை வெளியிட்டது. அதே நேரத்தில், ஒரு பெரிய பேட்டரி பேக்கைத் தயாரிக்க எலக்ட்ரோலைட்டாக அதிக அறை வெப்பநிலை கடத்துத்திறன் கொண்ட எல்ஜிபிஎஸ்ஸைப் பயன்படுத்தினார்கள்.

ஜப்பான் நாடு தழுவிய ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுத் திட்டத்தைத் தொடங்கியுள்ளது. மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய கூட்டணி டொயோட்டா மற்றும் பானாசோனிக் (டொயோட்டாவில் திட-நிலை பேட்டரிகளை உருவாக்குவதில் கிட்டத்தட்ட 300 பொறியாளர்கள் ஈடுபட்டுள்ளனர்). ஐந்து ஆண்டுகளுக்குள் திட-நிலை பேட்டரிகளை வணிகமயமாக்குவதாக அது கூறியது.

டொயோட்டா மற்றும் NEDO ஆல் உருவாக்கப்பட்ட அனைத்து திட-நிலை பேட்டரிகளின் வணிகமயமாக்கல் திட்டம், தற்போதுள்ள LIB உற்சாகமான மற்றும் தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி அனைத்து திட-நிலை பேட்டரிகளை (முதல் தலைமுறை பேட்டரிகள்) உருவாக்கத் தொடங்குகிறது. அதன் பிறகு, ஆற்றல் அடர்த்தியை (அடுத்த தலைமுறை பேட்டரிகள்) அதிகரிக்க புதிய நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை பொருட்களைப் பயன்படுத்தும். டொயோட்டா 2022 ஆம் ஆண்டில் திட-நிலை மின்சார வாகனங்களின் முன்மாதிரிகளை உற்பத்தி செய்யும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, மேலும் இது 2025 ஆம் ஆண்டில் சில மாடல்களில் திட நிலை பேட்டரிகளைப் பயன்படுத்தும்.

காப்புரிமைகளின் கண்ணோட்டத்தில், திட-நிலை லித்தியம் பேட்டரிகளுக்கான முதல் 20 காப்புரிமை விண்ணப்பதாரர்களில், ஜப்பானிய நிறுவனங்கள் 11 ஆக இருந்தன. டொயோட்டா 1,709 ஐ எட்டியது, இரண்டாவது பானாசோனிக்கை விட 2.2 மடங்கு அதிகமாக இருந்தது. முதல் 10 நிறுவனங்கள் அனைத்தும் ஜப்பானிய மற்றும் தென் கொரிய நிறுவனங்களாகும், இதில் ஜப்பானில் 8 மற்றும் தென் கொரியாவில் 2 ஆகியவை அடங்கும்.

காப்புரிமை பெற்றவர்களின் உலகளாவிய காப்புரிமை அமைப்பைப் பொறுத்தவரை, ஜப்பான், அமெரிக்கா, சீனா, தென் கொரியா மற்றும் ஐரோப்பா ஆகியவை முக்கிய நாடுகள் அல்லது பிராந்தியங்களாகும். உள்ளூர் பயன்பாடுகளுக்கு கூடுதலாக, டொயோட்டா அமெரிக்கா மற்றும் சீனாவில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க எண்ணிக்கையிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, மொத்த காப்புரிமை விண்ணப்பங்களில் முறையே 14.7% மற்றும் 12.9% ஆகும்.

எனது நாட்டில் திட-நிலை பேட்டரிகளின் தொழில்மயமாக்கலும் தொடர்ந்து ஆய்வுக்கு உட்பட்டது. சீனாவின் தொழில்நுட்ப வழித் திட்டத்தின்படி, 2020 ஆம் ஆண்டில், திட எலக்ட்ரோலைட், உயர் குறிப்பிட்ட ஆற்றல் கேத்தோடு பொருள் தொகுப்பு மற்றும் முப்பரிமாண கட்டமைப்பு அமைப்பு லித்தியம் அலாய் கட்டுமான தொழில்நுட்பம் ஆகியவற்றை படிப்படியாக உணரும். இது 300Wh/kg சிறிய திறன் கொண்ட ஒற்றை பேட்டரி மாதிரி உற்பத்தியை அங்கீகரிக்கும். 2025 ஆம் ஆண்டில், திட-நிலை பேட்டரி இடைமுகக் கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பம் 400Wh/kg பெரிய திறன் கொண்ட ஒற்றை பேட்டரி மாதிரி மற்றும் குழு தொழில்நுட்பத்தை உணரும். திட-நிலை பேட்டரிகள் மற்றும் லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரிகள் 2030 இல் பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யப்பட்டு மேம்படுத்தப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

CATL இன் IPO நிதி திரட்டும் திட்டத்தில் அடுத்த தலைமுறை பேட்டரிகள் திட-நிலை பேட்டரிகள் அடங்கும். NE டைம்ஸ் அறிக்கைகளின்படி, குறைந்தபட்சம் 2025க்குள் திட-நிலை பேட்டரிகளை பெருமளவில் உற்பத்தி செய்ய CATL எதிர்பார்க்கிறது.

மொத்தத்தில், பாலிமர் சிஸ்டம் தொழில்நுட்பம் மிகவும் முதிர்ச்சியடைந்தது மற்றும் முதல் EV-நிலை தயாரிப்பு பிறந்தது. அதன் கருத்தியல் மற்றும் முன்னோக்கிய தன்மை, தாமதமாக வருபவர்களால் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டிற்கான முதலீட்டை முடுக்கம் செய்ய தூண்டியது, ஆனால் செயல்திறனின் உச்ச வரம்பு வளர்ச்சியை கட்டுப்படுத்துகிறது, மேலும் கனிம திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளுடன் சேர்ப்பது எதிர்காலத்தில் சாத்தியமான தீர்வாக இருக்கும்; ஆக்சிஜனேற்றம்; பொருள் அமைப்பில், மெல்லிய-பட வகைகளின் வளர்ச்சி திறன் விரிவாக்கம் மற்றும் பெரிய அளவிலான உற்பத்தியில் கவனம் செலுத்துகிறது, மேலும் திரைப்படம் அல்லாத வகைகளின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் சிறப்பாக உள்ளது, இது தற்போதைய ஆராய்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியின் மையமாக உள்ளது; சல்பைட் சிஸ்டம் என்பது மின்சார வாகனங்கள் துறையில் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய திட-நிலை பேட்டரி அமைப்பாகும், ஆனால் வளர்ச்சி மற்றும் முதிர்ச்சியடையாத தொழில்நுட்பத்திற்கான பாரிய இடங்களைக் கொண்ட துருவப்படுத்தப்பட்ட சூழ்நிலையில், பாதுகாப்பு சிக்கல்கள் மற்றும் இடைமுக சிக்கல்களைத் தீர்ப்பது எதிர்காலத்தின் மையமாகும்.

திட-நிலை பேட்டரிகள் எதிர்கொள்ளும் சவால்கள் முக்கியமாக அடங்கும்:

• செலவுகளைக் குறைத்தல்.
• திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துதல்.
• சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது மின்முனைகள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு இடையே தொடர்பைப் பேணுதல்.

லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரிகள், லித்தியம்-காற்று மற்றும் பிற அமைப்புகள் முழு பேட்டரி கட்டமைப்பு சட்டத்தை மாற்ற வேண்டும், மேலும் மேலும் குறிப்பிடத்தக்க சிக்கல்கள் உள்ளன. திட-நிலை பேட்டரிகளின் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகள் தற்போதைய அமைப்பை தொடர்ந்து பயன்படுத்த முடியும், மேலும் உணர்தலின் சிரமம் ஒப்பீட்டளவில் சிறியது. அடுத்த தலைமுறை பேட்டரி தொழில்நுட்பமாக, திட-நிலை பேட்டரிகள் அதிக பாதுகாப்பு மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்டவை மற்றும் லித்தியத்திற்கு பிந்தைய காலத்தில் ஒரே வழியாக மாறும்.