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市場創新:固態電池

純電動汽車的蓬勃發展(BEV)是政府、法規和商業道德所倡導的理想的結果。 到目前為止,還沒有人 BEV 能夠像內燃機 (ICE) 汽車一樣滿足消費者的需求,並且根據汽車製造商公佈的路線圖,沒有跡象表明這種汽車會在 2030 年出現。

Caratteristiche

開發一個應用程序並不是一件容易的事 BEV 與當前的內燃機車輛一樣,該車輛可在三分鐘內加滿燃料,加滿油後可行駛 1.000 公里,受益於充足的基礎設施,並且可以輕鬆運行至少 10 年。 然而,全固態電池的出現可能會打破目前的局面,並大大加速市場採用 BEV.

當廣泛應用於智能手機和其他微型電子設備的鋰離子電池應用於汽車應用時,它們對安全性和電池壽命提出了更高的要求。

同時,在續航里程的改進(本質上需要增加能量密度)與安全性/耐用性之間存在權衡。 這種權衡是當前鋰離子電池的性能被視為電動汽車市場份額增加的可能不可逾越的障礙的主要原因。

固態電池有可能克服這些問題。 固態電池有著悠久的歷史。 固體電解質是在 70 世紀 XNUMX 年代開發出來的,但離子電導率不足限制了它們的應用。 然而,最近發現了與液體電解質具有相似或更高離子電導率的固體電解質,加速了研究和開發工作。

本文中的圖像是使用 midJourney 生成的

汽車製造商

2017年東京車展上,豐田宣布了其商業化目標 BEV 20 年代上半葉完全固態。 雖然第一代 BEV 豐田預計推出的將採用全固態電池的產品產量有限,該公司的宣布無疑將刺激許多公司、研究人員和政府機構在全固態電池的開發上做出更多努力。

大眾汽車、現代汽車和日產汽車都宣布了對初創公司的投資,因此我們認為這是一個可能會受到更多關注的話題。

固態電池的潛力

目前的鋰離子電池由陰極、電解質溶液、隔膜和陽極組成。 固態電池的不同之處在於電解質是固態的。 事實上,所有的成分和材料都是固態的,因此才有了“固態”這個術語。

固態電池的性能取決於所使用的材料,但迄今為止的研究表明,在安全性、耐漏電、耐燃燒(簡化冷卻結構)、小型化、直接接觸的設計靈活性方面具有明顯的潛力電芯層,相對較長的放電循環壽命,高低溫性能好不退化,充電時間短,高能量密度和高功率密度。

過去,功率密度低一直被視為固態電池的弱點,但東京工業大學和豐田的研究團隊共同開發出功率密度是現有電池三倍、能量密度是現有電池兩倍的固態電池。鋰離子電池。 我們相信所有固態電池都有潛力克服電動汽車的缺點。

固態電池市場滲透率影響

固態電池對汽車行業的主要影響包括加速市場吸收 BEV 以及電池供應鏈的變化 BEV。 六 BEV 如果要取代內燃機汽車,就不需要發動機、變速箱和相關零件,但會需要電池、逆變器、電機和與這些系統相關的零件。

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對於在內部生產發動機和傳動系統的傳統汽車組裝商而言,確保他們有能力在內部開發全固態電池是增加價值的重要來源。 對於供應商而言,重要的是審查基本技術以開發新組件。

如果市場採用率有所增加 BEV全國范圍內管理稅收、能源政策和資源等方面的規則也可能發生變化。

從液態鋰離子電池向固態鋰離子電池的轉變也意味著從液態向固態電解質的轉變,以及對隔膜的需求減少,並且有可能使用新的陰極和陽極材料。

豐田將於2020年上半年推出的全固態電池所使用的材料很可能與目前使用的材料相似,隨著產量的減少,對當前供應鏈的影響也很可能是小的。 然而,如果我們看到研發工作取得實質性進展,那麼 2020 年代後半期和 2030 年代可用的全固態電池很可能具有顛覆性。

本文中的圖像是使用 midJourney 生成的

固態電池進入市場的障礙

有人說對我有偏見 BEV但目前市場的共識是,我們現在正處於“動力總成多元化”時代,而非動力總成時代的到來。 BEV 像這樣。 但我們相信,如果全固態電池的量產化努力取得成功,那麼全固態電池的時代就將到來。 BEV 可能很接近。

即便如此,仍有許多問題需要克服。 以全固態電池量產為目標的研發才剛剛起步,生產成本能降低到什麼程度還不得而知。 從理論上講,考慮到電池組的簡化和低成本電極材料的使用,應該有顯著的成本降低潛力。

另一方面,如果鋰離子電池的性能提升和成本降低幅度大於預期,則可能會推遲向全固態電池的過渡。

未來

還存在對 i 的興趣的風險 BEV 由於混合動力電動汽車(HEV)和標準內燃機汽車的發展、油井到車輪的爭論以及柴油汽車的重新流行,固態電池本身可能會消失,這可能意味著所有固態電池的開發努力都會減弱。

從續航里程和加氫所需時間的角度來看,燃料電池汽車是另一個潛在的競爭對手。 雖然基礎設施問題是一個問題,但在替代化石燃料和運輸能源方面仍有相當大的潛力。

畢馬威 2018 年全球汽車高管調查將燃料電池汽車列為 2025 年的首要關鍵趨勢, BEV 根據全球汽車高管的排名,排名第三。 3 年,同一項民意調查扭轉了局面,我 BEV 排名第一,燃料電池汽車排名第三。

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