Tiedätkö, mikä muuttaa energiamaisemaa?

Oletko huolissasi ajaessasi sähköautoa, että se ei aloita aamulla talvella tai että akku syttyy kesällä, kun se altistetaan suorille auringonvalolle? Jos sanoin sinulle, että on olemassa uuden tyyppinen akku, joka voi alkaa sekunnissa miinus 40 celsiusastetta, vaikka se puhkaisee, se ei räjähtä. Uskotko sitä?

Tämä ei ole minun piirtänyt kakku sinulle, vaan jatkuvaa energiavallankumousta, kiinteää - valtion paristoja. Sitä kutsutaan seuraavan sukupolven akkutekniikan "rakettiin", joka ei muuta vain uusia energiaajoneuvoja, vaan voi myös muuttaa matalan korkeuden lentokoneiden, humanoidirobottien ja jopa koko energian mallin. Tänään puhun sinulle, missä kiinteät - valtionakkut ovat ja miksi ne ovat niin suosittuja? Missä ovat tulevaisuuden mahdollisuudet?

Niobium(NB) on osoittanut suuren potentiaalin monipuolisena työkaluna kiinteän - -tilan paristojen alalla, ja sen sovellustutkimus on yhä aktiivisempi. Negatiivisten elektrodien suhteen Niobium -volframioksidilla (NWO) on litiumion diffuusiokerroin useita suuruusluokkaa suurempia kuin grafiitti, joka mahdollistaa erittäin nopean latauksen. Samanaikaisesti sen pieni tilavuuden muutos ja pitkä sykliikä tekevät siitä tehokkaan ehdokasmateriaalin grafiitti -negatiivisten elektrodien korvaamiseksi; Lisäksi piin {{3} }pohjaisten tai litiummetallien negatiivisten elektrodien pintamodifikaatio ultra - ohut niobiumpentoksidi (NB ₂ O ₅) -pinnoitteet voivat tehokkaasti estää litiumin dendriitin kasvua ja vähentää sivureaktioita kiinteiden elektrolyyttien kanssa, mikä parantaa merkittävästi akun turvallisuutta. Elektrolyyttien suhteen doping -niobiumelementti LLZO -tyyppiin (granaattityyppi) kiinteät elektrolyyttit voivat stabiloida niiden kuutiovaiheisen rakenteensa, mikä parantaa litiumionien johtavuutta ja parantaa niiden käytännön sovelluksen toteutettavuutta.

Perinteiset litiumparistot koostuvat neljästä pääkomponentista: positiivinen elektrodi, negatiivinen elektrodielektrolyytti ja erotin. Niiden joukossa elektrolyytti on epävakain ja palava neste. Kun ylikuormitettu, oikosulku tai altistunut korkeille lämpötiloille, se voi helposti tuottaa lämpöä tai jopa itse sytyttää tai räjähtää. Suurin muutos kiinteässä - -tilan paristoissa on elektrolyytin ja erottimen vaihtaminen kiinteällä - -tilaelektrolyyttillä, joka ratkaisee suoraan turvallisuusvaarat lähteestä. Juuri tämän muutoksen vuoksi tuodaan kolme suurta etua.
Ensinnäkin se on turvallisempaa. Nestemäiset paristot ovat kuin kiehuvaa vettä, joka voi helposti räjähtää, kun taas kiinteät - -tilan paristot ovat kuin metallikappale, jota ei voida rikkoa tai koristeltu, ja ne voivat pysyä vakaana jopa oikosulun sattuessa.
Toinen on korkeampi energiatiheys, joka voi sopeutua korkeampaan jännitteen positiiviseen elektrodimateriaaliin ja kaksinkertaistaa suoraan energian varastointikapasiteetin. Aikaisemmin sähköajoneuvot voivat kulkea 500 kilometriä, mutta vaihdettuaan kiinteään tilaan se voi helposti rikkoa 1000 kilometriä.
Lopuksi on olemassa ilmaston mukautus. Se voi toimia normaalisti miinus 40 celsiusastetta yli 100 celsiusasteeseen, mikä on helppo käsitellä sekä kylmää koilliseen että kuumaan autiomaaseen.

Juuri näiden etujen vuoksi kiinteät - valtionakkut ovat saaneet paljon huomiota viime vuosina. Toisaalta tämä johtuu käyttäjien räjähtävästä kysynnästä. Vuoteen 2024 mennessä uusien energiaajoneuvojen maailmanlaajuinen myynti on ylittänyt 20 miljoonaa yksikköä, ja levinneisyysaste on lähes 20%. Kaksi ahdistuneinta kysymystä kaikille ovat kuitenkin lennon uusimiset ja turvallisuus.

Kiinteän tilan akut ovat täsmälleen oikea liuos. Ennusteiden mukaan kiinteät - -tilan paristot alkavat testata ajoneuvoilla vuodesta 2026, ja ne asennetaan pieniin eriin vuonna 2027. Vuoteen 2023 mennessä tunkeutumisnopeuden odotetaan ylittävän 10%. Kiinteän - -tilan paristojen arvo ei ole vain uusissa energiaajoneuvoissa, vaan myös matalan korkeuden taloudessa. Esimerkiksi sähköisellä pystysuoralla lentoonlentokoneella on erittäin korkeat akkujen vaatimukset, mukaan lukien energiatiheys, paino ja lämmönkestävyys. Kiinteän tilan akut voivat täyttää nämä standardit tarkasti. On myös humanoidirobotteja, jotka vaativat kevyitä, vakaata ja pitkää akun käyttöikää, ja kiinteät - -tilan paristot ovat vain riittäviä vastaamaan niitä. Siksi, niin kauan kuin nämä älykkäät terminaalikuljetuskuljettajat jatkavat kohti kevyttä ja korkeaa - tehoa, kiinteän - -tilan paristojen kysyntä ei koskaan puutu.

Nykyään maailma kilpailee tästä teknologisesta korkeasta kentästä. Japani aloitti ensimmäisenä suurella määrällä ydinpatentteja ja on asettanut kaupallistamisen tavoitteen vuoteen 2030 mennessä. Kiina puolestaan ​​on viime vuosina eniten patenttihakemuksia, jotka ovat eniten patenttihakemuksia, ja se on jatkuvasti ensimmäinen maailmassa. Se on myös sijoittanut 6 miljardia yuania erityisiin varoihin sen tukemiseen. Vaaditaan, että sekä ylävirtaan että alavirtaan teollisuusketjusta kiihdyttää heidän seuraavansa - ylöspäin.

Tietysti jopa edistyneimmällä tekniikalla on kiipeilyjakso. Tällä hetkellä kiinteät - valtionakkut kohtaavat kolme suurta haastetta. Ensimmäinen on, että johtavuus ei ole riittävän korkea, ja elektrolyytin sisäisen toiminnan tehokkuudessa on vielä tilaa optimoida. Toinen on rajapintojen välinen stabiilisuus, koska elektrodien ja elektrolyyttien taisteluun on taipumus, mikä voi vaikuttaa akun elinkaareen. Viimeinen on suuri - asteikon tuotanto, mikä on edelleen erittäin vaikeaa. Ei ole vaikeaa tehdä kiinteää - tilaa akkua laboratoriossa, vaan onko tehdas massa tuottaa sen todellinen testi. Siksi teollisuus valitsee yleensä kaksi - askelmenetelmää. Ensimmäinen askel on tehdä puoliksi - kiinteä tila, joka säilyttää 5% - 10% nestemäisestä komponentista joidenkin ongelmien ratkaisemiseksi ensin. Tämä tekniikka on ollut markkinoilla vuodesta 2024 lähtien. Toinen on kaikki kiinteän tilan akut, joiden odotetaan pääsevän markkinoiden validointivaiheeseen vuoteen 2026 mennessä ja lisääntyvän määrän vähitellen sen jälkeen. Kiinteän - valtionakkujen nousu ei ole vain teknologinen vallankumous, vaan myös pääoman juhla. Sen mahdollisuudet kukkivat materiaaleista laitteisiin levittämiseen, ja materiaalien puolella elektrolyyttimateriaalit ovat sielu. Tällä hetkellä teknologisia reittejä on neljä, mukaan lukien sulfidit, oksidit, halogenidit ja polymeerit, joilla jokaisella on omat edut ja haitat. Sulfideilla on voimakkain suorituskyky, mutta niiden valmistelu on erittäin monimutkainen. Oksidi on turvallinen ja vakaa, mutta vaikea käsitellä. Halogenidit etenevät nopeasti ja niillä on suhteellisen korkea kustannussuhde. Polymeereillä on hyvä joustavuus, mutta niiden johtavuus ei ole ihanteellinen, joten ei ole yhtä tapaa voittaa tasaisesti.

Tällä hetkellä sulfideja ja halogenideja pidetään kuitenkin lupaavimpana, ja myös positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien päivittäminen kiihtyy, koska ne määrittävät akun kapasiteetin ja elinkaaren sekä johtavia materiaaleja. Vaikka se on huomaamaton, se on avainmuuttuja yleisen suorituskyvyn parantamisessa. Nykyään hiilinanoputkien johtavia aineita on tulossa moottoritiellä, joka yhdistää elektrodit ja elektrolyyttit. Laitteiden lopussa uudet prosessit korvaavat myös vanhat tuotantolinjat, ja perinteiset akkujen tuotantolinjat eivät enää sovellu kiinteisiin - tilaprosesseihin. Nykyään kuivat elektrodit ja sähköstaattinen muodostuminen ovat uusia tekniikoita, jotka tekevät valmistusprosessista turvallisemman ja pienemmän energiankulutuksen, ja siitä tulee uusia kasvupisteitä laitevalmistajille. Tämä tarkoittaa myös sitä, että teollisuusketjun ylävirran laitteiden linkityksissä tapahtuu uusi räjähdyskierros.

Aurinkosähkö on muuttanut sähköntuotantoa, litiumparistot ovat muuttaneet kuljetusta, ja kiinteät - -tilan paristot voivat rekonstruoida koko energiajärjestelmän, joka jatkaa kypsymistä sovellusskenaarioiden kanssa tulevaisuudessa. Materiaaliominaisuuksien jatkuvan parantamisen ja tuotantokustannusten asteittaisen vähentymisen myötä kiinteät - -tilan paristot siirtyvät vähitellen näkymättömältä ja aineettomia käyttämään käyttökelpoisia ja käynnissä nopeasti. Luuletko, että kiinteät - tilan paristot asennetaan ajoitettuna vuonna 2026? Tuleeko siitä seuraavaksi taustalla oleva energialogiikka, joka muuttaa maailmaa?