Πρόσφατα, η αναφορά του CCTV για «χρέωση για μία ώρα και ουρά για τέσσερις ώρες» έχει πυροδοτήσει έντονες συζητήσεις.Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας και τα προβλήματα φόρτισης των νέων ενεργειακών οχημάτων έχουν γίνει για άλλη μια φορά ένα καυτό ζήτημα για όλους.Επί του παρόντος, σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου υγρού, οι μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασηςμε υψηλότερη ασφάλεια, μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και ευρύτερα πεδία εφαρμογήςθεωρείται ευρέως από τους γνώστες της βιομηχανίας ως η μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης των μπαταριών λιθίου.Οι εταιρείες ανταγωνίζονται επίσης για τη διάταξη.
Παρόλο που η μπαταρία λιθίου στερεάς κατάστασης δεν μπορεί να διατεθεί στο εμπόριο βραχυπρόθεσμα, η διαδικασία έρευνας και ανάπτυξης της τεχνολογίας μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης από μεγάλες εταιρείες γίνεται όλο και πιο γρήγορη πρόσφατα και η ζήτηση της αγοράς μπορεί να προωθήσει τη μαζική παραγωγή στερεών κατάσταση μπαταρίας λιθίου πριν από το χρονοδιάγραμμα.Αυτό το άρθρο θα αναλύσει την ανάπτυξη της αγοράς μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης και τη διαδικασία προετοιμασίας μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης και θα σας οδηγήσει να εξερευνήσετε τις ευκαιρίες της αγοράς αυτοματισμού που υπάρχουν.
Οι μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης έχουν σημαντικά καλύτερη ενεργειακή πυκνότητα και θερμική σταθερότητα από τις μπαταρίες λιθίου υγρού
Τα τελευταία χρόνια, η συνεχής καινοτομία στον τομέα των κατάντη εφαρμογών έχει προβάλει όλο και υψηλότερες απαιτήσεις για τη βιομηχανία μπαταριών λιθίου και η τεχνολογία των μπαταριών λιθίου βελτιώνεται επίσης συνεχώς, προχωρώντας προς υψηλότερη ειδική ενέργεια και ασφάλεια.Από την άποψη της πορείας ανάπτυξης της τεχνολογίας μπαταριών λιθίου, η ενεργειακή πυκνότητα που μπορούν να επιτύχουν οι μπαταρίες υγρού λιθίου έχει σταδιακά πλησιάσει το όριό της και οι μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης θα είναι ο μόνος τρόπος για την ανάπτυξη μπαταριών λιθίου.
Σύμφωνα με τον «Τεχνικό οδικό χάρτη για την εξοικονόμηση ενέργειας και τα νέα ενεργειακά οχήματα», ο στόχος ενεργειακής πυκνότητας των μπαταριών ισχύος είναι 400 Wh/kg το 2025 και 500 Wh/kg το 2030.Προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος του 2030, η υπάρχουσα οδός τεχνολογίας μπαταριών υγρού λιθίου ενδέχεται να μην είναι σε θέση να επωμιστεί την ευθύνη.Είναι δύσκολο να σπάσει το ανώτατο όριο ενεργειακής πυκνότητας των 350 Wh/kg, αλλά η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης μπορεί εύκολα να υπερβεί τις 350 Wh/kg.
Καθοδηγούμενη από τη ζήτηση της αγοράς, η χώρα αποδίδει επίσης μεγάλη σημασία στην ανάπτυξη μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης.Στο «Σχέδιο Ανάπτυξης Νέας Ενεργειακής Βιομηχανίας Οχημάτων (2021-2035)» (Σχέδιο για Σχόλιο) που κυκλοφόρησε τον Δεκέμβριο του 2019, προτείνεται να ενισχυθεί η έρευνα και ανάπτυξη και η βιομηχανοποίηση μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης και να αυξηθούν οι μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης σε εθνικό επίπεδο, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.
Πίνακας 1 Συγκριτική ανάλυση μπαταριών υγρού και μπαταριών στερεάς κατάστασης
Όχι μόνο για οχήματα νέας ενέργειας, η βιομηχανία αποθήκευσης ενέργειας έχει ευρύ χώρο εφαρμογής
Επηρεασμένη από την προώθηση των εθνικών πολιτικών, η ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας νέων ενεργειακών οχημάτων θα προσφέρει ένα ευρύ χώρο ανάπτυξης για μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης.Επιπλέον, οι μπαταρίες λιθίου σε στερεά κατάσταση αναγνωρίζονται επίσης ως μία από τις αναδυόμενες τεχνολογικές κατευθύνσεις που αναμένεται να ξεπεράσουν το σημείο συμφόρησης της τεχνολογίας αποθήκευσης ηλεκτροχημικής ενέργειας και να καλύψουν μελλοντικές αναπτυξιακές ανάγκες.Όσον αφορά την αποθήκευση ηλεκτροχημικής ενέργειας, οι μπαταρίες λιθίου αντιπροσωπεύουν σήμερα το 80% της ηλεκτροχημικής αποθήκευσης ενέργειας.Η αθροιστική εγκατεστημένη ισχύς αποθήκευσης ηλεκτροχημικής ενέργειας το 2020 είναι 3269,2 MV, σημειώνοντας αύξηση 91% σε σχέση με το 2019. Σε συνδυασμό με τις κατευθυντήριες γραμμές της χώρας για την ενεργειακή ανάπτυξη, η ζήτηση για αποθήκευση ηλεκτροχημικής ενέργειας στην πλευρά του χρήστη, εγκαταστάσεις συνδεδεμένες στο δίκτυο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και άλλα πεδία αναμένεται να οδηγήσουν σε ταχεία ανάπτυξη, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.
Πωλήσεις και ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων από τον Ιανουάριο έως τον Σεπτέμβριο του 2021 Σωρευτική εγκατεστημένη δυναμικότητα και ρυθμός ανάπτυξης έργων αποθήκευσης χημικής ενέργειας στην Κίνα από το 2014 έως το 2020
Σχήμα 1 Πωλήσεις και ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων.σωρευτική εγκατεστημένη δυναμικότητα και ρυθμός ανάπτυξης έργων αποθήκευσης χημικής ενέργειας στην Κίνα
Οι επιχειρήσεις επιταχύνουν τη διαδικασία έρευνας και ανάπτυξης και η Κίνα προτιμά γενικά τα συστήματα οξειδίων
Τα τελευταία χρόνια, η κεφαλαιαγορά, οι εταιρείες μπαταριών και οι μεγάλες εταιρείες αυτοκινήτων άρχισαν όλες να αυξάνουν τη διάταξη της έρευνας για τις μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης, ελπίζοντας να κυριαρχήσουν στον ανταγωνισμό στην τεχνολογία μπαταριών ισχύος επόμενης γενιάς.Ωστόσο, σύμφωνα με την τρέχουσα πρόοδο, θα χρειαστούν 5-10 χρόνια για να είναι ώριμες μπαταρίες λιθίου σε στερεά κατάσταση στην επιστήμη και την τεχνολογία κατασκευής πριν από τη μαζική παραγωγή.Οι διεθνείς εταιρείες αυτοκινήτων όπως η Toyota, η Volkswagen, η BMW, η Honda, η Nissan, η Hyundai κ.λπ. αυξάνουν τις επενδύσεις τους στην Ε&Α στην τεχνολογία μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης.Όσον αφορά τις εταιρείες μπαταριών, η CATL, η LG Chem, η Panasonic, η Samsung SDI, η BYD κ.λπ. συνεχίζουν επίσης να αναπτύσσονται.
Οι μπαταρίες λιθίου σε στερεά κατάσταση μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με τα υλικά ηλεκτρολύτη: μπαταρίες λιθίου πολυμερούς στερεάς κατάστασης, μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης θειούχου και μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης οξειδίου.Η μπαταρία λιθίου πολυμερούς στερεάς κατάστασης έχει καλή απόδοση ασφάλειας, η μπαταρία λιθίου στερεάς κατάστασης θειούχου είναι εύκολη στην επεξεργασία και η μπαταρία λιθίου στερεάς κατάστασης οξειδίου έχει την υψηλότερη αγωγιμότητα.Επί του παρόντος, οι ευρωπαϊκές και αμερικανικές εταιρείες προτιμούν συστήματα οξειδίων και πολυμερών.Οι ιαπωνικές και κορεατικές εταιρείες με επικεφαλής την Toyota και τη Samsung ενδιαφέρονται περισσότερο για τα συστήματα σουλφιδίου.Η Κίνα έχει ερευνητές και στα τρία συστήματα και γενικά προτιμά συστήματα οξειδίων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.
Σχήμα 2 Η διάταξη παραγωγής μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης από εταιρείες μπαταριών και μεγάλες εταιρείες αυτοκινήτων
Από την άποψη της προόδου της έρευνας και της ανάπτυξης, η Toyota αναγνωρίζεται ως ένας από τους πιο ισχυρούς παίκτες στον τομέα των μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης σε χώρες του εξωτερικού.Η Toyota πρότεινε για πρώτη φορά σχετικές εξελίξεις το 2008 όταν συνεργάστηκε με την Ilika, μια μονάδα εκκίνησης μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης.Τον Ιούνιο του 2020, τα ηλεκτρικά οχήματα της Toyota που είναι εξοπλισμένα με μπαταρίες λιθίου πλήρως στερεάς κατάστασης έχουν ήδη πραγματοποιήσει δοκιμές οδήγησης στη δοκιμαστική διαδρομή.Έχει φτάσει πλέον στο στάδιο της λήψης δεδομένων οδήγησης οχημάτων.Τον Σεπτέμβριο του 2021, η Toyota ανακοίνωσε ότι θα επενδύσει 13,5 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030 για την ανάπτυξη μπαταριών επόμενης γενιάς και αλυσίδων εφοδιασμού μπαταριών, συμπεριλαμβανομένων των μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης.Στο εσωτερικό, η Guoxuan Hi-Tech, η Qingtao New Energy και η Ganfeng Lithium Industry δημιούργησαν πιλοτικές γραμμές παραγωγής μικρής κλίμακας για ημι-στερεά μπαταρίες λιθίου το 2019.Τον Σεπτέμβριο του 2021, η μπαταρία λιθίου στερεάς κατάστασης Jiangsu Qingtao 368 Wh/kg πέρασε την εθνική πιστοποίηση ισχυρής επιθεώρησης, όπως φαίνεται στον Πίνακα 2.
Πίνακας 2 Σχέδια παραγωγής μπαταριών στερεάς κατάστασης μεγάλων επιχειρήσεων
Ανάλυση διαδικασίας μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης με βάση οξείδια, η διαδικασία θερμής συμπίεσης είναι ένας νέος σύνδεσμος
Η δύσκολη τεχνολογία επεξεργασίας και το υψηλό κόστος παραγωγής περιόριζαν πάντα τη βιομηχανική ανάπτυξη των μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης.Οι αλλαγές στη διαδικασία των μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης αντικατοπτρίζονται κυρίως στη διαδικασία προετοιμασίας κυψελών και τα ηλεκτρόδια και οι ηλεκτρολύτες τους έχουν υψηλότερες απαιτήσεις για το περιβάλλον παραγωγής, όπως φαίνεται στον Πίνακα 3.
Πίνακας 3 Ανάλυση διεργασίας μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης με βάση οξείδια
1. Εισαγωγή τυπικού εξοπλισμού – θερμή πρέσα πλαστικοποίησης
Εισαγωγή λειτουργίας μοντέλου: Η θερμή πρέσα πλαστικοποίησης χρησιμοποιείται κυρίως στο τμήμα της διαδικασίας σύνθεσης των πλήρως στερεών στοιχείων μπαταρίας λιθίου.Σε σύγκριση με την παραδοσιακή μπαταρία λιθίου, η διαδικασία θερμής συμπίεσης είναι ένας νέος σύνδεσμος και ο σύνδεσμος έγχυσης υγρού λείπει.υψηλότερες απαιτήσεις.
Αυτόματη διαμόρφωση προϊόντος:
• Κάθε σταθμός χρειάζεται να χρησιμοποιεί σερβοκινητήρες 3~4 αξόνων, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για πλαστικοποίηση πλαστικοποίησης και κόλληση αντίστοιχα.
• Χρησιμοποιήστε HMI για να εμφανίσετε τη θερμοκρασία θέρμανσης, το σύστημα θέρμανσης χρειάζεται ένα σύστημα ελέγχου PID, το οποίο απαιτεί υψηλότερο αισθητήρα θερμοκρασίας και απαιτεί μεγαλύτερη ποσότητα.
• Ο ελεγκτής PLC έχει υψηλότερες απαιτήσεις για ακρίβεια ελέγχου και μικρότερη περίοδο κύκλου.Στο μέλλον, αυτό το μοντέλο θα πρέπει να αναπτυχθεί για να επιτυγχάνεται πλαστικοποίηση θερμής πίεσης εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας.
Οι κατασκευαστές εξοπλισμού περιλαμβάνουν: Xi'an Tiger Electromechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd., Shenzhen Xuchong Automation Equipment Co., Ltd., Shenzhen Haimuxing Laser Intelligent Equipment Co., Ltd., και Shenzhen Bangqi Chuangyuan Technology Co., Ltd.
2. Εισαγωγή τυπικού εξοπλισμού – μηχανή χύτευσης
Εισαγωγή λειτουργίας μοντέλου: Ο πολτός μεικτής σκόνης παρέχεται στην κεφαλή χύτευσης μέσω της συσκευής συστήματος αυτόματης τροφοδοσίας και στη συνέχεια εφαρμόζεται με ξύστρα, ρολό, μικροκοίλη και άλλες μεθόδους επίστρωσης σύμφωνα με τις απαιτήσεις της διαδικασίας και στη συνέχεια στεγνώνει στη σήραγγα ξήρανσης.Η ταινία βάσης μαζί με το πράσινο σώμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επανατύλιξη.Μετά το στέγνωμα, το πράσινο σώμα μπορεί να ξεφλουδιστεί και να κοπεί, και στη συνέχεια να κοπεί στο πλάτος που καθορίζεται από τον χρήστη για να χυθεί ένα κενό υλικό μεμβράνης με συγκεκριμένη αντοχή και ευελιξία.
Αυτόματη διαμόρφωση προϊόντος:
• Το Servo χρησιμοποιείται κυρίως για επανατύλιξη και ξετύλιγμα, διόρθωση απόκλισης και απαιτείται ελεγκτής τάσης για τη ρύθμιση της τάσης στο σημείο επανατύλιξης και ξετύλιξης.
• Χρησιμοποιήστε HMI για να εμφανίσετε τη θερμοκρασία θέρμανσης, το σύστημα θέρμανσης χρειάζεται σύστημα ελέγχου PID.
• Η ροή αερισμού του ανεμιστήρα πρέπει να ρυθμίζεται από μετατροπέα συχνότητας.
Οι κατασκευαστές εξοπλισμού περιλαμβάνουν: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-tech Co., Ltd. – Xinbaohua Equipment Branch.
3. Εισαγωγή τυπικού εξοπλισμού – αμμοτριβής
Εισαγωγή λειτουργίας μοντέλου: Είναι βελτιστοποιημένο για τη χρήση μικροσκοπικών σφαιριδίων λείανσης, από εύκαμπτη διασπορά έως λείανση εξαιρετικά υψηλής ενέργειας για αποτελεσματική εργασία.
Αυτόματη διαμόρφωση προϊόντος:
• Οι μύλοι άμμου έχουν σχετικά χαμηλές απαιτήσεις για έλεγχο κίνησης, γενικά δεν χρησιμοποιούν σερβομηχανισμούς, αλλά χρησιμοποιούν συνηθισμένους κινητήρες χαμηλής τάσης για τη διαδικασία παραγωγής λείανσης.
• Χρησιμοποιήστε τον μετατροπέα συχνότητας για να ρυθμίσετε την ταχύτητα του άξονα, ο οποίος μπορεί να ελέγχει τη λείανση των υλικών σε διαφορετικές γραμμικές ταχύτητες για να καλύψει τις διαφορετικές απαιτήσεις λεπτότητας λείανσης διαφορετικών υλικών.
Οι κατασκευαστές εξοπλισμού περιλαμβάνουν: Wuxi Shaohong Powder Technology Co., Ltd., Shanghai Rujia Electromechanical Technology Co., Ltd., και Dongguan Nalong Machinery Equipment Co., Ltd.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Μαΐου 2022