Cadhnraí soladach-staid: bealach ceallraí an chéad ghlúin eile

Cadhnraí soladach-staid: bealach ceallraí an chéad ghlúin eile

Ar an 14 Bealtaine, de réir "The Korea Times" agus tuairiscí meáin eile, tá sé beartaithe ag Samsung comhoibriú le Hyundai chun feithiclí leictreacha a fhorbairt agus cadhnraí cumhachta agus páirteanna gluaisteán nasctha eile a sholáthar do fheithiclí leictreacha Hyundai. Tá na meáin ag tuar go síneoidh Samsung agus Hyundai meabhrán tuisceana neamhcheangailteach go luath ar sholáthar ceallraí. Tuairiscítear gur thug Samsung a cheallraí soladstaide is déanaí isteach do Hyundai.

De réir Samsung, nuair a bhíonn a ceallraí fréamhshamhail á mhuirearú go hiomlán, féadfaidh sé ligean do charr leictreach níos mó ná 800 ciliméadar a thiomáint ag an am, le saolré timthriall ceallraí níos mó ná 1,000 uair. Tá a thoirt 50% níos lú ná ceallraí litiam-ian den acmhainn chéanna. Ar an gcúis seo, meastar gurb iad cadhnraí soladach-stáit na cadhnraí cumhachta is oiriúnaí do fheithiclí leictreacha sna deich mbliana atá romhainn.

Go luath i mí an Mhárta 2020, d'fhoilsigh Samsung Institute for Advanced Study (SAIT) agus Samsung Research Centre of Japan (SRJ) "Cadhnraí miotail litiam uile-stáit fad-timthriallta ard-fhuinnimh arna gcumasú ag airgead" san iris "Fuinneamh Dúlra". -Anóidí ilchodacha carbóin" thug siad isteach a bhforbairt is déanaí i réimse na gcadhnraí soladstaide.

Úsáideann an ceallraí seo leictrilít soladach, nach bhfuil inadhainte ag teochtaí arda agus féadann sé bac a chur ar fhás dendrites litiam freisin chun ciorcaid ghearr puncture a sheachaint. Ina theannta sin, úsáideann sé ciseal ilchodach airgid-charbóin (Ag-C) mar anóid, is féidir leis an dlús fuinnimh a mhéadú go 900Wh / L, tá saolré timthriall fada níos mó ná 1000 timthriall aige, agus éifeachtacht coulombic an-ard (muirear agus éifeachtacht urscaoilte) de 99.8%. Is féidir leis an ceallraí a thiomáint tar éis íocaíocht amháin. Thaistil an carr 800 ciliméadar.

Mar sin féin, is institiúidí taighde eolaíochta iad an SAIT agus SRJ a d'fhoilsigh an páipéar seachas Samsung SDI, a dhíríonn ar theicneolaíocht. Ní shoiléiríonn an t-alt ach prionsabal, struchtúr agus feidhmíocht na ceallraí nua. Tá sé réamhbhreithe go bhfuil an ceallraí fós ag an gcéim saotharlainne agus go mbeidh sé deacair a olltáirgeadh i dtréimhse ghearr.

Is é an difríocht idir cadhnraí soladach-stáit agus cadhnraí litiam-ian leachtacha traidisiúnta ná go n-úsáidtear leictrilítí soladacha in ionad electrolytes agus deighilteoirí. Ní gá anóidí graifíte litiam-idirghaolaithe a úsáid. Ina áit sin, úsáidtear litiam miotail mar an anóid, rud a laghdaíonn líon na n-ábhar anóid. Cadhnraí cumhachta le dlús fuinnimh comhlacht níos airde (> 350Wh / kg) agus saolré níos faide (> 5000 timthriall), chomh maith le feidhmeanna speisialta (cosúil le solúbthacht) agus ceanglais eile.

Áirítear ar chadhnraí an chórais nua cadhnraí soladach-stáit, cadhnraí sreabhadh litiam, agus cadhnraí miotail-aeir. Tá a gcuid buntáistí ag na trí chadhnraí soladach-stáit. Is leictrilítí orgánacha iad electrolytes polaiméirí, agus is leictrilítí ceirmeacha neamhorgánacha iad ocsaídí agus sulfídí.

Ag féachaint ar na cuideachtaí ceallraí soladach-stáit dhomhanda, tá gnólachtaí nuathionscanta ann, agus tá monaróirí idirnáisiúnta ann freisin. Tá na cuideachtaí ina n-aonar sa chóras leictrilít le creidimh éagsúla, agus níl aon treocht sreabhadh nó comhtháthú teicneolaíochta ann. Faoi láthair, tá roinnt bealaí teicniúla gar do na coinníollacha tionsclaíochta, agus tá an bóthar go dtí uathoibriú cadhnraí soladach-stáit ar siúl.

Is fearr le cuideachtaí Eorpacha agus Mheiriceá córais polaiméire agus ocsaíd. Bhí an chuideachta Francach Bolloré i gceannas ar thráchtálú cadhnraí polaiméire soladach-staid. I mí na Nollag 2011, chuaigh a feithiclí leictreacha faoi thiomáint ag cadhnraí polaiméire 30kwh soladach-stáit + toilleoirí ciseal dúbailte leictreacha isteach sa mhargadh gluaisteán roinnte, a bhí an chéad uair ar domhan. Cadhnraí tráchtála soladstaide do EVs.

Fuair ​​Sakti3, monaróir ceallraí soladach-stáit ocsaíd scannáin tanaí, an fathach fearas tí na Breataine, Dyson, i 2015. Tá sé faoi réir chostas ullmhúcháin scannáin tanaí agus an deacracht a bhaineann le táirgeadh ar scála mór, agus níl aon mhais ann. táirge táirgthe ar feadh i bhfad.

Is é plean Maxwell do chadhnraí soladach-stáit dul isteach sa mhargadh ceallraí beaga ar dtús, iad a olltáirgeadh i 2020, agus iad a úsáid i réimse na stórála fuinnimh i 2022. Ar mhaithe le cur i bhfeidhm tapa tráchtála, féadfaidh Maxwell smaoineamh ar iarracht leath-. cadhnraí soladach sa ghearrthéarma. Fós féin, tá cadhnraí leath-soladach níos costasaí agus úsáidtear iad go príomha i réimsí éilimh ar leith, rud a fhágann go bhfuil iarratais ar scála mór deacair.

Tá feidhmíocht fhoriomlán den scoth ag táirgí ocsaíd neamh-tanaí agus tá tóir orthu i bhforbairt faoi láthair. Is imreoirí aitheanta go maith iad Taiwan Huineng agus Jiangsu Qingdao ar an mbóthar seo.

Tá cuideachtaí na Seapáine agus na Cóiré níos tiomanta d'fhadhbanna tionsclaíochta an chórais sulfíde a réiteach. Chuir cuideachtaí ionadaíocha ar nós Toyota agus Samsung dlús lena n-imscaradh. Tá cumas forbartha ollmhór ag cadhnraí soladach-stáit sulfíde (cadhnraí litiam-sulfair) mar gheall ar a ndlús ardfhuinnimh agus ar chostas íseal. Ina measc, is é teicneolaíocht Toyota an ceann is airde chun cinn. Scaoil sé cadhnraí Demo leibhéal aimpéar agus feidhmíocht leictriceimiceach. Ag an am céanna, d'úsáid siad LGPS freisin le seoltacht teocht an tseomra níos airde mar an leictrilít chun pacáiste ceallraí níos mó a ullmhú.

Tá clár taighde agus forbartha náisiúnta seolta ag an tSeapáin. Is é Toyota agus Panasonic an chomhghuaillíocht is bisiúla (tá beagnach 300 innealtóir ag Toyota i mbun cadhnraí soladstaide a fhorbairt). Dúirt sé go ndéanfadh sé tráchtálú ar chadhnraí soladach-stáit laistigh de chúig bliana.

Tosaíonn plean tráchtálaithe na gcadhnraí uile-staid soladach a d’fhorbair Toyota agus NEDO le cadhnraí uile-staid soladach (ceallraí den chéad ghlúin) a fhorbairt ag baint úsáide as ábhair éirimiúla agus díobhálacha LIB atá ann cheana féin. Tar éis sin, úsáidfidh sé ábhair nua dearfacha agus diúltacha chun an dlús fuinnimh (cadhnraí den chéad ghlúin eile) a mhéadú. Táthar ag súil go ndéanfaidh Toyota fréamhshamhlacha de fheithiclí leictreacha soladach-stáit a tháirgeadh i 2022, agus úsáidfidh sé cadhnraí soladstaide i roinnt samhlacha i 2025. In 2030, is féidir leis an dlús fuinnimh 500Wh/kg a bhaint amach chun feidhmchláir olltáirgeachta a bhaint amach.

Ó thaobh na bpaitinní, i measc na 20 iarratasóir is fearr ar phaitinn do chadhnraí litiam soladach-stáit, b'ionann cuideachtaí na Seapáine agus 11. Chuir Toyota isteach ar an gcuid is mó, ag baint amach 1,709, 2.2 uair níos mó ná an dara Panasonic. Is iad na 10 gcuideachta is fearr ná na Seapáine agus na Cóiré Theas, lena n-áirítear 8 sa tSeapáin agus 2 sa Chóiré Theas.

Ó thaobh leagan amach paitinní domhanda na bpaitinní, is iad an tSeapáin, na Stáit Aontaithe, an tSín, an Chóiré Theas, agus an Eoraip na príomh-thíortha nó réigiúin. Chomh maith le hiarratais áitiúla, tá an líon iarratas is suntasaí ag Toyota sna Stáit Aontaithe agus sa tSín, rud a chiallaíonn 14.7% agus 12.9% de na hiarratais ar phaitinn iomlán, faoi seach.

Tá taiscéalaíocht leanúnach á dhéanamh freisin ar thionsclaíocht cadhnraí soladach-stáit i mo thír. De réir phlean bealaigh theicniúil na Síne, i 2020, déanfaidh sé leictrilít soladach a bhaint amach de réir a chéile, sintéis ábhar catóide ard-fhuinnimh ar leith, agus struchtúr creat tríthoiseach na teicneolaíochta tógála cóimhiotal litiam. Aithneoidh sé déantúsaíocht samplach ceallraí aonair 300Wh/kg. In 2025, bainfidh teicneolaíocht rialaithe comhéadan ceallraí soladach-stáit amach 400Wh/kg sampla ceallraí aonair mór-acmhainn agus teicneolaíocht ghrúpa. Táthar ag súil go bhféadfar cadhnraí soladach-stáit agus cadhnraí litiam-sulfair a olltáirgeadh agus a chur chun cinn i 2030.

I measc na gcadhnraí den chéad ghlúin eile i dtionscadal tiomsaithe airgid an IPO de CATL tá cadhnraí soladstaide. De réir tuairiscí NE Times, tá súil ag CATL mais-tháirgeadh cadhnraí soladach-stáit a bhaint amach faoi 2025 ar a laghad.

Ar an iomlán, is é teicneolaíocht an chórais polaiméire an ceann is aibí, agus rugadh an chéad táirge leibhéal EV. Tá a nádúr coincheapúil agus réamhbhreathnaitheach tar éis luasghéarú a dhéanamh ar infheistíocht i dtaighde agus forbairt na ndaoine déanacha, ach cuireann teorainn uachtarach na feidhmíochta srian ar fhás, agus beidh cumasc leictrilítí soladacha neamhorgánacha ina réiteach sa todhchaí; ocsaídiú ; Sa chóras ábhar, tá forbairt cineálacha scannáin tanaí dírithe ar leathnú acmhainne agus táirgeadh ar scála mór, agus tá feidhmíocht fhoriomlán na gcineálacha neamhscannáin níos fearr, arb é fócas an taighde agus na forbartha atá ann faoi láthair; Is é córas sulfíde an córas ceallraí soladach-stáit is bisiúla i réimse na bhfeithiclí leictreacha, Ach i staid polaraithe le seomra ollmhór le haghaidh fáis agus teicneolaíocht neamhaibí, is é réiteach saincheisteanna slándála agus saincheisteanna comhéadan fócas na todhchaí.

Áirítear go príomha leis na dúshláin atá roimh chadhnraí soladstaide:

• Costais a laghdú.
• Sábháilteacht leictrilítí soladacha a fheabhsú.
• Teagmháil a choinneáil idir leictreoidí agus leictrilítí le linn muirir agus urscaoilte.

Ní mór cadhnraí litiam-sulfair, litiam-aer, agus córais eile fráma struchtúr iomlán na ceallraí a athsholáthar, agus tá fadhbanna níos mó agus níos suntasaí ann. Is féidir le leictreoidí dearfacha agus diúltacha cadhnraí soladach-stáit leanúint ar aghaidh ag baint úsáide as an gcóras reatha, agus tá an deacracht a bhaineann le réadú sách beag. Mar theicneolaíocht ceallraí an chéad ghlúin eile, tá dlús sábháilteachta agus fuinnimh níos airde ag cadhnraí soladach-stáit agus beidh siad mar an t-aon bhealach sa ré iar-litiam.