As baterias de estado sólido se tornarão a nova queridinha do mercado de armazenamento de energia? 2024-06-10
Com o desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia, o desenvolvimento de alta capacidade das centrais de armazenamento de energia trouxe melhorias nos benefícios econômicos. A capacidade das baterias de armazenamento de energia também se tornou maior e maior, mas com ela surgem desafios de segurança mais graves. Armazenamento de energia As questões de segurança na indústria também têm atraído grande atenção.
Como quebrar riscos de segurança e melhorar o desempenho de segurança das centrais de armazenamento de energia? No contexto do rápido desenvolvimento de novos veículos energéticos, dispositivos eletrônicos portáteis, sistemas de armazenamento de energia em grande escala e outros campos, as baterias de estado sólido, como uma nova tecnologia de armazenamento de energia com grande potencial, têm as vantagens de alta densidade de energia, alta segurança e longa vida útil do ciclo. , estão surgindo rapidamente, e o processo de comercialização está acelerando de repente. As baterias de estado sólido tornar-se-ão a nova queridinha do mercado de armazenamento de energia?
01 Baterias de estado sólido e armazenamento de energia
A bateria de estado sólido é um novo tipo de bateria que usa eletrólito sólido para substituir o eletrólito em baterias de iões de lítio tradicionais. Seu eletrodo positivo, eletrodo negativo e eletrólito são todos sólidos. Essa característica lhe dá maior densidade energética, maior segurança e estabilidade sexual. Além disso, as baterias de estado sólido mostram melhor estabilidade de trabalho em ambientes de alta e baixa temperatura, prolongando a vida útil da bateria e reduzindo o custo total do ciclo de vida.
Embora as baterias de estado sólido ainda estejam em fase inicial de comercialização, a corrida global de P&D entrou em fase febril. Governos, instituições de pesquisa científica e grandes empresas de vários países aumentaram o investimento e aceleraram o processo de pesquisa e desenvolvimento e industrialização da tecnologia de baterias de estado sólido através de integração profunda da indústria, academia e pesquisa.
Em termos de aplicação, as baterias de estado sólido são adequadas para vários dispositivos de armazenamento de energia, tais como sistemas de armazenamento de energia doméstico, centrais de armazenamento de energia industrial, etc. Suas características de alta estabilidade e longa vida útil ajudam a reduzir os custos de armazenamento de energia e melhorar a eficiência de utilização de energia.
De acordo com os requisitos de maior segurança e densidade energética, as baterias domésticas de estado sólido já começaram a entrar no campo do armazenamento de energia. Em janeiro de 2019, a equipe de baterias de armazenamento de energia de alta segurança de estado sólido do Instituto de Armazenamento de Energia e Nova Tecnologia Elétrica da China Electric Power Research Institute Co., Ltd. desenvolveu uma bateria de lítio de armazenamento de energia de alta segurança de estado sólido, que resolveu o problema do fogo da bateria. A produção começou e será utilizada no projeto de demonstração de containers de armazenamento de energia MWh.
02 Baterias de estado sólido têm vantagens óbvias
Alta densidade de energia: Comparadas com as baterias de lítio líquido tradicionais, as baterias de estado sólido têm uma maior densidade de energia teórica graças a uma janela eletroquímica mais alta que pode combinar materiais catódicos de alta energia e ânodos metálicos de lítio.
Alto desempenho de segurança: Os riscos de segurança das baterias líquidas são principalmente devido ao eletrólito líquido. As baterias de estado sólido são substituídas por eletrólitos sólidos, que têm maior estabilidade térmica e reduzem grandemente o risco de combustão espontânea e explosão.
Baixo peso da bateria: baterias de estado sólido não requerem eletrólitos e separadores, o que pode simplificar a embalagem, sistemas de refrigeração, etc. O peso e o volume da bateria total podem ser reduzidos, melhorando a duração da bateria.
Do ponto de vista das perspectivas de desenvolvimento, a tecnologia de baterias de estado sólido pode ser combinada com novos materiais com maior atividade e capacidade grama, e é a tecnologia de armazenamento de energia mais provável para alcançar uma aplicação em larga escala nos próximos anos. No entanto, no processo de desenvolvimento tecnológico, ainda enfrenta alguns desafios. Por um lado, o limiar técnico é elevado e, por outro lado, o custo dos materiais é elevado.
No entanto, o desenvolvimento da tecnologia geralmente segue uma trajetória clara a partir da exploração teórica, da verificação laboratorial, do desenvolvimento de produtos e, finalmente, da comercialização. O problema de custo das baterias de estado sólido também deve ser resolvido no futuro à medida que a tecnologia avança.
03 Perspectivas de baterias de estado sólido
Do ponto de vista da indústria, as pilhas de estado sólido são sem dúvida uma das questões mais atraentes neste momento. É amplamente considerado como o líder em tecnologia de bateria de próxima geração. Não só foi incluída nas estratégias de desenvolvimento de grandes países e regiões, como a China, os Estados Unidos, o Japão e a Coreia do Sul, mas também se tornou o principal ponto de partida na competição pela tecnologia de baterias da próxima geração.
Actualmente, os mercados ultramarinos assumiram a liderança no desenvolvimento e implantação de pilhas de todo o estado sólido. Os países esforçam-se por conseguir a comercialização o mais rapidamente possível e promovem vigorosamente a implementação da tecnologia com subsídios financeiros.
Japão: fabricantes japoneses geralmente implantar baterias de estado sólido cedo, geralmente sob a forma de pesquisa conjunta e desenvolvimento entre empresas e instituições, com foco em eletrólitos de estado sólido sulfeto. Os fabricantes representativos incluem Toyota, Panasonic, Nissan e outras empresas. O Japão estabeleceu um sistema de pesquisa e desenvolvimento conjunto entre empresas de automóveis e fabricantes de baterias, com o apoio do governo superior a 200 bilhões de ienes (aproximadamente 10 bilhões de yuan), buscando comercializar baterias de todo o estado sólido até 2030, com uma meta de densidade energética de 500Wh/kg.
Coreia do Sul: O modelo de pesquisa baseia-se principalmente na própria pesquisa e cooperação externa da empresa. A rota técnica está concentrada no sistema de sulfeto. A velocidade de desenvolvimento da bateria é mais lenta do que a do Japão. No entanto, as empresas coreanas continuam a desenvolver materiais de eletrodos positivos e negativos e espera-se que rapidamente estabeleçam um fornecimento de materiais de bateria em estado sólido. Cadeia, os principais fabricantes incluem Samsung SDI, LG, SKI e outras empresas. Além disso, o governo fornece créditos fiscais para apoiar a pesquisa e desenvolvimento de baterias de estado sólido, e é promovido conjuntamente por gigantes de bateria de energia. O objetivo é desenvolver tecnologia comercial com uma densidade de energia de 400Wh/kg em 2025-2028 e instalação completa de veículos em 2030.
Estados Unidos: As startups são populares e o processo de comercialização é rápido. Focando na promoção da localização da cadeia da indústria de veículos elétricos, tem um grande número de empresas start-up de bateria de estado sólido, com foco na inovação, com o objetivo principal de financiamento rápido e listagem. Os caminhos técnicos são principalmente eletrólitos poliméricos e eletrólitos de óxido, e o processo de comercialização é relativamente rápido. Fabricantes representativos para a energia sólida, SES, Quantum Scape, etc.
04 Disposição empresarial
1. Era Ningde
A CATL centra-se na I&D, produção e vendas de novos sistemas de baterias de energia e sistemas de armazenamento de energia. Ele também tem profundas tecnologias de acumulação e núcleo nas áreas de materiais de bateria, reciclagem e reutilização de baterias, sistemas de gerenciamento de baterias e equipamentos de fabricação inteligentes. Atualmente, a CATL vem assumindo a liderança na pesquisa e desenvolvimento de tecnologia em baterias em estado sólido, prestando atenção a diferentes rotas de tecnologia de eletrólitos em estado sólido, como óxidos, sulfetos e polímeros, e aumentando o investimento em pesquisa e desenvolvimento.
2. Yiwei Lithium Energy
Yiwei Lithium Energy não só continua a consolidar a sua posição de mercado no negócio tradicional de baterias, mas também ativamente implementa tecnologia de bateria de ponta. Atualmente, a Yiwei Lithium Energy realizou um layout e pesquisa aprofundados e desenvolvimento de tecnologia de bateria em estado sólido. Seus produtos de bateria de estado sólido adotam tecnologia de bateria de filme fino de estado sólido preparada com eletrólitos de halogeneto, e estão comprometidos em melhorar a densidade de energia, segurança e vida útil do ciclo para atender às necessidades da demanda do mercado por padrões mais elevados no futuro.
3.Ganfeng Indústria de lítio
No campo das baterias de estado sólido, Ganfeng Lithium realiza ativamente a pesquisa e desenvolvimento e industrialização de baterias de estado sólido, e está empenhada em resolver os principais problemas técnicos de baterias de estado sólido, incluindo a pesquisa e desenvolvimento de eletrólitos de estado sólido, otimização de materiais de eletrodos e integração de sistemas de baterias, com vistas a alcançar maior sucesso no futuro. Aproveite a oportunidade nos novos mercados de veículos energéticos e armazenamento de energia.
4. Energia Colmeia
Desde o seu estabelecimento, a Honeycomb Energy tem investido activamente na I&D e na produção de múltiplas rotas técnicas, tais como MCN ternária, fosfato de ferro de lítio (LFP), baterias sem cobalto e baterias de estado sólido. É uma das primeiras empresas do mundo a conseguir uma produção em grande escala de baterias sem cobalto. No campo das baterias de estado sólido, a Honeycomb Energy lançou sua bateria de geleia de segunda geração, a primeira bateria semi-sólida prismática do mundo, em 2023. Ele usa tecnologia de eletrólitos de segunda geração e tecnologia de cátodo composto integrado, o que melhora significativamente a segurança e densidade de energia.
5. Guoxuan Hi-Tech
No campo das baterias de estado sólido, a Guoxuan Hi-Tech está comprometida com a pesquisa e desenvolvimento de materiais de bateria de estado sólido, membranas de eletrólitos de estado sólido, células de bateria de estado sólido e sistemas de bateria, buscando resolver os principais problemas técnicos das baterias de estado sólido e melhorar a densidade energética, segurança e vida útil do ciclo das baterias. Atualmente, as baterias de estado sólido da Guoxuan Hi-Tech têm uma densidade energética de 260Wh/kg e as baterias semi-sólidas ternárias de 160KWh foram instaladas em veículos. A bateria semi-sólida ternária 360Wh/kg será produzida em massa em 2024.
Olhando para o futuro, com o contínuo avanço da tecnologia e o rápido desenvolvimento da indústria, as baterias de estado sólido são esperadas para alcançar aplicações de grande escala em vários campos. Especialmente no mercado de veículos elétricos, as baterias de estado sólido se tornarão uma força importante na promoção do desenvolvimento da indústria. Ao mesmo tempo, os mercados de equipamentos de armazenamento de energia e equipamentos portáteis também introduzirão a ampla aplicação de baterias de estado sólido.
Bateria de estado sólido rompe através da marca 1000Wh/kg!
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