نوآوری های بازار: باتری های حالت جامد

رونق خودروهای برقی باطری (BEV) نتیجه آرمان های ترویج شده توسط دولت ها، مقررات و اخلاق تجاری است. تا اینجای کار وجود ندارد BEV قادر است نیازهای مصرف کننده را مانند یک وسیله نقلیه موتور احتراق داخلی (ICE) برآورده کند و بر اساس نقشه راه های اعلام شده توسط خودروسازان، هیچ نشانه ای از ظهور آن تا سال 2030 وجود ندارد.

کاراتریستی

توسعه یک کار آسانی نیست BEV که مانند خودروهای فعلی ICE می تواند در سه دقیقه سوخت گیری شود، با یک باک پر سوخت 1.000 کیلومتر برد دارد، از زیرساخت های کافی بهره می برد و می توان به راحتی حداقل تا 10 سال از آن استفاده کرد. با این حال، ظهور باتری های تمام حالت جامد می تواند وضعیت فعلی را مختل کند و به طور قابل توجهی پذیرش بازار را تسریع کند. BEV.

هنگامی که باتری‌های لیتیوم یونی که به طور گسترده در گوشی‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های الکترونیکی کوچک استفاده می‌شوند، در برنامه‌های کاربردی خودرو استفاده می‌شوند، نیازهای بسیار بیشتری را برای ایمنی و عمر باتری ایجاد می‌کنند.

در عین حال، بین بهبودهای برد، که اساساً نیاز به افزایش چگالی انرژی و ایمنی/دوام دارند، تعادلی وجود دارد. این مبادله دلیل اصلی این است که عملکرد باتری‌های لیتیوم یون فعلی به عنوان یک مانع احتمالاً غیرقابل عبور در برابر افزایش جذب خودروهای الکتریکی در بازار دیده می‌شود.

باتری های حالت جامد این پتانسیل را دارند که بر این مشکلات غلبه کنند. باتری های حالت جامد سابقه ای طولانی دارند. الکترولیت های جامد در دهه 70 توسعه یافتند، اما هدایت یونی ناکافی کاربرد آنها را محدود کرد. با این حال، اخیراً الکترولیت‌های جامد با رسانایی یونی مشابه یا برتر نسبت به الکترولیت‌های مایع کشف شده‌اند که تلاش‌های تحقیق و توسعه را تسریع کرده‌اند.

خودروسازان

در نمایشگاه خودروی توکیو 2017، تویوتا هدفی را برای تجاری سازی آن اعلام کرد BEV حالت کاملاً جامد در نیمه اول دهه 20. اگرچه نسل اول از BEV که از باتری‌های حالت جامد استفاده می‌کند که انتظار می‌رود تویوتا به بازار عرضه شود، تنها حجم تولید محدودی خواهد داشت، اعلام این شرکت بدون شک تلاش‌های بیشتری را توسط بسیاری از شرکت‌ها، محققان و ارگان‌های دولتی در توسعه همه باتری‌های حالت جامد تحریک خواهد کرد.

فولکس واگن، هیوندای موتور و نیسان موتور همگی سرمایه‌گذاری‌های خود را در شرکت‌های نوپا اعلام کرده‌اند، بنابراین ما معتقدیم که این موضوعی است که احتمالاً از توجه زیادی برخوردار است.

پتانسیل باتری های حالت جامد

باتری های لیتیوم یون فعلی شامل کاتد، محلول الکترولیت، جداکننده و آند هستند. تفاوت باتری حالت جامد در جامد بودن الکترولیت است. در واقع، همه اجزاء و مواد جامد هستند، از این رو اصطلاح "حالت جامد" است.

خواص باتری‌های حالت جامد به مواد مورد استفاده بستگی دارد، اما تحقیقات تا به امروز پتانسیل روشنی را از نظر ایمنی، مقاومت در برابر نشت، مقاومت در برابر سوختن (ساختار خنک‌کننده ساده)، کوچک‌سازی، انعطاف‌پذیری طراحی از نظر شکل‌گیری تماس مستقیم نشان می‌دهد. لایه سلولی، عمر چرخه تخلیه نسبتا طولانی، بدون تخریب به دلیل خواص دمای بالا/پایین خوب، زمان شارژ کوتاه، چگالی انرژی بالا و چگالی توان بالا.

در گذشته، چگالی توان کم به عنوان نقطه ضعف باتری های حالت جامد تلقی می شد، اما موسسه فناوری توکیو و تیم تحقیقاتی تویوتا به طور مشترک یک باتری حالت جامد با چگالی توان سه برابر و چگالی انرژی دو برابر باتری های موجود توسعه دادند. باتری های لیتیوم یونی ما معتقدیم که تمام باتری‌های حالت جامد این پتانسیل را دارند که بر معایب خودروهای الکتریکی غلبه کنند.

تاثیر نفوذ در بازار باتری های حالت جامد

تاثیرات عمده باتری های حالت جامد بر صنعت خودرو شامل تسریع در گسترش بازار باتری است. BEV و تغییرات در زنجیره تامین باتری BEV. شش BEV با جایگزینی وسایل نقلیه ICE، نیازی به موتور، گیربکس و قطعات مربوطه نخواهد بود، اما نیاز جدیدی به باتری، اینورتر، موتور و قطعات مرتبط با این سیستم ها وجود خواهد داشت.

برای مونتاژکنندگان خودروهای معمولی، که موتورها و پیشرانه‌ها را در داخل تولید می‌کنند، اطمینان از اینکه آنها توانایی تولید باتری‌های تمام حالت جامد را در داخل خود دارند، منبع مهم ارزش افزوده است. برای تامین کنندگان، بررسی فن آوری های اولیه برای توسعه اجزای جدید مهم خواهد بود.

اگر افزایشی در پذیرش بازار وجود داشته باشد BEVقوانین سطح ملی حاکم بر مواردی مانند مالیات، سیاست انرژی و منابع نیز احتمالاً تغییر خواهند کرد.

تغییر از باتری‌های لیتیوم یونی مایع به حالت جامد همچنین به معنای تغییر از مایع به الکترولیت جامد و کاهش نیاز به جداکننده‌ها است و پتانسیل استفاده از مواد جدید برای کاتدها و آندها وجود خواهد داشت.

مواد مورد استفاده در باتری‌های تمام جامد که تویوتا در نیمه اول سال 2020 عرضه می‌کند، احتمالاً مشابه مواردی است که در حال حاضر استفاده می‌شود، و با کاهش حجم تولید، تأثیر آن بر زنجیره تامین فعلی نیز احتمالاً خواهد بود. کم اهمیت. با این حال، اگر شاهد پیشرفت مادی در تلاش‌های تحقیق و توسعه باشیم، باتری‌های تمام حالت جامد موجود در نیمه دوم دهه‌های 2020 و 2030 احتمالاً مختل خواهند شد.

موانع جذب بازار باتری های حالت جامد

در مورد گرایش به i صحبت شده است BEVاما اجماع بازار کنونی این است که ما اکنون در عصر "تنوع نیرو" به جای رسیدن به سن BEV همینطور. با این حال، ما معتقدیم که اگر تلاش ها برای توسعه تولید انبوه باتری های تمام حالت جامد موفقیت آمیز باشد، دوران BEV می تواند نزدیک باشد

با این وجود، باید بر تعدادی از مشکلات غلبه کرد. تحقیق و توسعه با هدف تولید انبوه تمام باتری‌های حالت جامد به تازگی آغاز شده است و تا چه اندازه هزینه‌های تولید کاهش می‌یابد هنوز مشخص نیست. در تئوری، با توجه به ساده‌سازی بسته‌های باتری و استفاده از مواد الکترود ارزان‌قیمت، باید پتانسیل کاهش هزینه قابل توجهی وجود داشته باشد.

از سوی دیگر، اگر پیشرفت بیش از حد انتظار در بهبود عملکرد باتری‌های لیتیوم یونی و کاهش بیشتر هزینه‌ها وجود داشته باشد، انتقال به باتری‌های تمام حالت جامد می‌تواند به تعویق بیفتد.

بعدی

همچنین این خطر وجود دارد که علاقه به i BEV ممکن است به دلیل پیشرفت در خودروهای الکتریکی هیبریدی (HEVs) و خودروهای استاندارد ICE، بحث بر سر مسائل مربوط به خودروهای دیزلی، و محبوبیت مجدد خودروهای دیزلی محو شوند که می تواند به معنای تضعیف تلاش های توسعه برای تمام باتری ها باشد.

از نقطه نظر برد و زمان مورد نیاز برای سوخت گیری با هیدروژن، خودروهای پیل سوختی رقیب بالقوه دیگری هستند. در حالی که مسائل زیرساختی یک مسئله است، پتانسیل قابل توجهی از نظر جایگزینی سوخت های فسیلی و انتقال انرژی وجود دارد.

نظرسنجی جهانی خودروسازی KPMG در سال 2018، خودروهای پیل سوختی را به عنوان برترین روند کلیدی تا سال 2025 رتبه بندی کرد. BEV از نظر مدیران جهانی خودرو در رتبه سوم قرار گرفت. در سال 3، همین نظرسنجی جدول را تغییر داد، با i BEV در رتبه اول و خودروهای پیل سوختی در رتبه سوم قرار دارند.

BlogInnovazione.it