Mga pagbabago sa merkado: Mga solidong baterya

Ang boom sa bateryang de-kuryenteng sasakyan (BEV) ay ang resulta ng mga mithiing itinataguyod ng mga pamahalaan, mga regulasyon at etika sa negosyo. Sa ngayon, walang tao BEV kayang tugunan ang mga pangangailangan ng consumer sa parehong paraan tulad ng isang internal combustion engine (ICE) na sasakyan, at batay sa mga inihayag na roadmap mula sa mga automaker, walang senyales na lalabas ang isa pagsapit ng 2030.

Mga tampok

Ito ay hindi isang madaling gawain upang bumuo ng isang BEV na, tulad ng mga kasalukuyang sasakyang ICE, ay maaaring ma-refuel sa loob ng tatlong minuto, may saklaw na 1.000 km sa isang buong tangke, makinabang mula sa sapat na imprastraktura at madaling mapatakbo nang hindi bababa sa 10 taon. Gayunpaman, ang paglitaw ng mga all-solid-state na baterya ay maaaring makagambala sa kasalukuyang sitwasyon at lubos na mapabilis ang pag-aampon sa merkado ng BEV.

Kapag ang mga baterya ng lithium-ion, na malawakang ginagamit sa mga smartphone at iba pang miniaturized na mga elektronikong aparato, ay ginagamit sa mga automotive application, mas mataas ang hinihingi nila sa kaligtasan at buhay ng baterya.

Kasabay nito, mayroong isang trade-off sa pagitan ng mga pagpapabuti sa saklaw, na mahalagang nangangailangan ng pagtaas sa density ng enerhiya, at kaligtasan/tibay. Ang trade-off na ito ay ang pangunahing dahilan kung bakit ang pagganap ng kasalukuyang mga baterya ng lithium-ion ay nakikita bilang isang posibleng hindi malulutas na hadlang sa tumaas na market uptake ng mga de-kuryenteng sasakyan.

Ang mga solid-state na baterya ay may potensyal na malampasan ang mga problemang ito. Ang mga solid state na baterya ay may mahabang kasaysayan. Ang mga solid electrolyte ay binuo noong 70s, ngunit hindi sapat ang ionic conductivity ay limitado ang kanilang aplikasyon. Gayunpaman, ang mga solid electrolyte na may katulad o superior na ionic conductivity sa mga likidong electrolyte ay natuklasan kamakailan, na nagpapabilis ng mga pagsisikap sa pananaliksik at pag-unlad.

Ang mga tagagawa ng kotse

Sa 2017 Tokyo Motor Show, inihayag ng Toyota ang isang target para sa komersyalisasyon ng BEV ganap na solid-state sa unang kalahati ng 20s. Bagama't ang unang henerasyon ng BEV na gagamit ng mga all-solid-state na baterya na inaasahang ilulunsad ng Toyota ay magkakaroon lamang ng limitadong dami ng produksyon, ang anunsyo ng kumpanya ay walang alinlangan na mag-uudyok ng higit pang pagsisikap ng maraming kumpanya, mananaliksik at entity ng gobyerno sa pagbuo ng lahat ng solid-state na baterya .

Ang Volkswagen, Hyundai Motor at Nissan Motor ay lahat ay nag-anunsyo ng mga pamumuhunan sa mga start-up na kumpanya, kaya naniniwala kami na ito ay isang paksa na malamang na makinabang mula sa mas mataas na atensyon.

Potensyal ng mga solid-state na baterya

Ang kasalukuyang mga baterya ng lithium-ion ay binubuo ng cathode, isang electrolyte solution, isang separator at isang anode. Ang pagkakaiba sa isang solid state na baterya ay ang electrolyte ay solid. Sa katunayan, ang lahat ng mga sangkap at materyales ay solid, kaya ang "solid state" na terminolohiya.

Ang mga katangian ng mga solid-state na baterya ay nakasalalay sa mga materyales na ginamit, ngunit ang pananaliksik hanggang sa kasalukuyan ay nagpapakita ng isang malinaw na potensyal sa mga tuntunin ng kaligtasan, paglaban sa pagtagas, paglaban sa pagkasunog (pinasimpleng istraktura ng paglamig), miniaturization, flexibility ng disenyo sa mga tuntunin ng pagbuo ng direktang kontak ng ang layer ng cell, medyo mahaba ang buhay ng ikot ng paglabas, walang degradasyon dahil sa mahusay na mga katangian ng mataas/mababang temperatura, maikling oras ng pagsingil, mataas na density ng enerhiya at mataas na density ng kapangyarihan.

Noong nakaraan, ang mababang densidad ng kuryente ay itinuturing na isang kahinaan ng mga solid-state na baterya, ngunit ang Tokyo Institute of Technology at ang pangkat ng pananaliksik ng Toyota ay magkasamang bumuo ng isang solid-state na baterya na may tatlong beses na densidad ng kapangyarihan at dalawang beses sa densidad ng enerhiya ng umiiral na. mga baterya ng lithium-ion. Naniniwala kami na lahat ng solid-state na baterya ay may potensyal na malampasan ang mga disadvantages ng mga de-kuryenteng sasakyan.

Epekto ng pagpasok sa merkado ng mga solid-state na baterya

Ang mga pangunahing epekto ng mga solid-state na baterya sa industriya ng automotive ay kinabibilangan ng isang acceleration sa market uptake ng BEV at mga pagbabago sa supply chain ng baterya BEV. Anim BEV ay papalitan ang mga sasakyang ICE, hindi na mangangailangan ng mga makina, transmission at mga kaugnay na bahagi, ngunit magkakaroon ng bagong pangangailangan para sa mga baterya, inverter, motor at mga piyesang nauugnay sa mga sistemang ito.

Para sa mga kumbensyonal na assembler ng sasakyan, na gumagawa ng mga makina at drivetrain sa loob ng bahay, ang pagtiyak na mayroon silang kakayahan na bumuo ng mga all-solid-state na baterya sa loob ng bahay ay isang mahalagang mapagkukunan ng karagdagang halaga. Para sa mga supplier, mahalagang suriin ang mga elementarya na teknolohiya upang makabuo ng mga bagong bahagi.

Kung may pagtaas sa market adoption ng BEVAng mga patakaran sa buong bansa na namamahala sa mga bagay tulad ng mga buwis, patakaran sa enerhiya at mga mapagkukunan ay malamang na magbago.

Ang paglipat mula sa likido patungo sa solid-state na lithium-ion na mga baterya ay mangangahulugan din ng paglipat mula sa likido patungo sa mga solidong electrolyte at pagbaba ng pangangailangan para sa mga separator, at magkakaroon ng potensyal para sa paggamit ng mga bagong materyales para sa mga cathode at anodes.

Ang mga materyales na ginamit sa mga all-solid-state na baterya na ilulunsad ng Toyota sa unang kalahati ng 2020 ay malamang na katulad ng mga ginagamit sa kasalukuyan, at habang ang mga volume ng produksyon ay nababawasan, ang epekto sa kasalukuyang supply chain ay malamang na maging. maliit. Gayunpaman, kung makakita tayo ng materyal na pag-unlad sa mga pagsisikap sa R&D, ang mga all-solid-state na baterya na available sa ikalawang kalahati ng 2020s at 2030s ay malamang na nakakagambala.

Mga hadlang sa market uptake ng mga solid-state na baterya

Nagkaroon ng usapan tungkol sa pagkiling sa i BEV, ngunit ang kasalukuyang pinagkasunduan sa merkado ay nasa panahon na tayo ng "pag-iba-iba ng powertrain" kaysa sa pagdating ng edad ng BEV tulad nito. Gayunpaman, naniniwala kami na kung ang mga pagsisikap na bumuo ng mass production ng all-solid-state na mga baterya ay matagumpay, ang panahon ng BEV baka malapit na.

Gayunpaman, maraming mga problema ang kailangang lampasan. Ang pananaliksik at pag-unlad na naglalayong mass production ng lahat ng solid-state na baterya ay nagsimula pa lang, at kung hanggang saan ang mga gastos sa produksyon ay bababa ay hindi pa malinaw. Sa teorya, dapat mayroong makabuluhang potensyal na pagbawas sa gastos dahil sa pagpapasimple ng mga pack ng baterya at paggamit ng mga murang materyales sa elektrod.

Sa kabilang banda, kung mayroong mas malaki kaysa sa inaasahang pag-unlad sa pagpapabuti ng pagganap ng mga baterya ng lithium-ion at mas malaking pagbabawas sa gastos, maaaring maantala ang paglipat sa mga all-solid-state na baterya.

Futuro

Mayroon ding panganib na ang interes sa i BEV ang kanilang mga sarili ay maaaring maglaho dahil sa mga pag-unlad sa hybrid electric vehicles (HEV) at mga karaniwang ICE na sasakyan, ang well-to-wheels debate at ang panibagong katanyagan ng mga diesel na sasakyan, na maaaring mangahulugan ng pagpapahina ng mga pagsisikap sa pag-develop para sa lahat ng solidong baterya.

Mula sa punto ng view ng saklaw at ang oras na kinakailangan upang muling mag-refuel gamit ang hydrogen, ang mga fuel cell na sasakyan ay isa pang potensyal na katunggali. Habang ang mga isyu sa imprastraktura ay isang isyu, may malaking potensyal sa mga tuntunin ng pagpapalit ng mga fossil fuel at pagdadala ng enerhiya.

Niraranggo ng 2018 Global Automotive Executive Survey ng KPMG ang mga fuel cell na sasakyan bilang nangungunang pangunahing trend hanggang 2025 at BEV niraranggo ang ika-3 ayon sa mga global automotive executive. Noong 2017, ang parehong poll ay tumalikod, na may i BEV sa unang lugar at mga fuel cell na sasakyan sa ikatlong pwesto.

BlogInnovazione.it