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Un cur! Véhicule système de stockage d'énergie
1, Automobiles! Pratiques et besoins impérieux d'accepter la ligne de fond
en fonction de la voiture GB « Les termes et les définitions de types de véhicules et de remorques » (GB / T 3730,1 à 2001), est entraîné par la puissance, comportant 4 ou 4 dans un véhicule non-rail sur un support de roue. Sur la base de la demande de transport pratique et confortable, les utilisateurs (et sociaux) préoccupations sur les voitures de multiples facettes faciles à quantifier et difficile à quantifier le contenu.
Facilité d'utilisation est d'accepter la ligne de fond et les besoins de base des utilisateurs pour les voitures dans la plupart des cas, il peut être réalisé sous la forme d'une simple voiture fonctionnant sous une condition / conditions avec une combinaison de temps et le temps de recharge, et la distance correspondante parcourue.
Plus la distance de Voyage (ce qui correspond à l'endurance) / plus rapide en cours d'exécution (ce qui correspond à la performance de puissance), plus le temps de recharge unique / recharge plus petit pourcentage de temps passé (correspondant à la capacité de recharge), le véhicule peut être considéré la facilité d'utilisation ultérieure; dans l'état excité de la gêne, plus le rechargement d'une seule distance de conduite est élevée, plus la facilité d'utilisation du véhicule.
2 sol, stockage d'énergie! Siècles de véhicules « arbre technologique »
La vie de la voiture, le facteur décisif dans la performance dynamique et le temps de recharge est l'essence même des propriétés physiques et chimiques de son système d'énergie stockée (et la puissance connexe). Cela a été l'histoire de l'évolution de l'automobile au cours d'un siècle à long confirmé.
véhicules à carburant et les véhicules électriques commencent à temps similaire. L'ancien invention Daimler Benz et al, le moteur à combustion interne et un véhicule comme un symbole, celui-ci batterie d'alimentation du véhicule Te Lufu (batteries au plomb-acide) est utilisé comme symbole.
Et les véhicules à carburant au début par rapport à la voiture électrique présente de nombreux avantages: faible impact sur l'environnement, la conduite en douceur, presque pas de bruit, un fonctionnement simple, la puissance est également le premier à obtenir plus de vitesse de pointe 100 kmh. Au début du 20e siècle, la part de marché des voitures électriques États-Unis et peut alimenter Chambers cérémonie contre voitures.
Cependant, la densité énergétique des batteries au plomb-acide et le temps de recharge par rapport au carburant essentiellement écart et la dépendance à l'infrastructure plus forte, ce qui reflète les résultats sur l'utilisation des véhicules électriques que le temps le produit est la commodité et le potentiel des véhicules à carburant beaucoup moins . Avec la croissance rapide de la production pétrolière, les stations d'essence et la mise en route du parfait, à haute vitesse du moteur à combustion interne à plusieurs cylindres de l'invention, l'application des compresseurs d'air, la consommation de carburant des voitures particulières non seulement longues, vitesse de ravitaillement rapide et réduction des coûts d'énergie unitaire, la dynamique a une meilleure efficacité énergétique nettement améliorée, en plus de l'invention de pipeline réduire de manière significative les coûts de fabrication, l'infrastructure de soutien des véhicules à carburant progressivement améliorés près du temps d'un siècle pour profiter pleinement de la commodité de la prime de carburant à haute densité d'énergie nourrie. secteur correspondant dans un chemin de verrouillage forte, dans une large mesure supprimé le développement de véhicules électriques.
Vu, que ce soit en essayant de fortes conditions hors réseau (densité énergétique - priorité kilométrique) clé est des conditions fortes et réseau (recharge priorité de temps) installer, les véhicules électriques à batterie plus avancés sont des véhicules à carburant « contre-attaque ».
Deuxièmement, regardez! Véhicules électriques à haute performance
1, la batterie! Du plomb-acide à des ions lithium
Une partie de composition typique de la cellule de puissance comprend une électrode positive, un matériau d'électrode négative active et analogues, l'électrolyte (liquide / solide), ou d'un autre séparateur composant auxiliaire, utilisé à température ambiante ou à une température dévie légèrement de la température ambiante; théoriquement extérieur de la batterie et aucun échange de matière, voie de libération de l'énergie chimique est la réaction de réduction d'oxydation de l'électrode respective, comprend une pluralité d'exigences de capacité de charge électrochimique (une batterie secondaire, et distinguée d'une batterie primaire).
batterie avant la commercialisation des batteries au lithium-ion, les batteries au plomb et à base de nickel (par exemple nickel-cadmium, de l'hydrure métallique de nickel) est le principal choix de la batterie secondaire. Cependant, le début du 20ème siècle -21 siècle, cobaltate de lithium, le manganate, le phosphate de fer de lithium et l'acide polybasique de lithium métallique est une électrode positive, une électrode négative de graphite, d'un électrolyte (solution d'électrolyte) et le séparateur de batterie au lithium-ion fait (par l'utilisation de également connu comme batterie lithium-ion électrolyte liquide) reflète sensiblement plus que le rendement initial de la batterie secondaire. Cet aspect rend la batterie au lithium-ion sur une cellules de batterie nickel-hydrogène deviennent 3C standard, également des moyens que la batterie au lithium-ion peut être utilisée comme dispositif de stockage d'énergie de la batterie du véhicule de base, fournissant jamais atteinte et la durée de vie de plus de 200 km peu de temps de recharge, afin de répondre aux besoins fondamentaux des voitures particulières, des véhicules utilitaires.
Différents batterie au lithium-ion, les électrodes positives et négatives de différentes capacités et une pression différente sur le lithium, le composant auxiliaire g Capacité de matière active, de nombreux facteurs influent sur la densité d'énergie de la batterie (en Wh / kg de poids):
E = U /
En soutenant la charge électrique de l'infrastructure et la popularité est pas facile à atteindre, les besoins réels du kilométrage du véhicule entraîné par l'anxiété persistante, les batteries à haute densité d'énergie pour les voitures électriques pour améliorer la consommation, et d'améliorer la compétitivité nécessaire, ternaire nickel-manganèse-cobalt / nickel et de cobalt le matériau d'électrode positive est lié partie d'anode de carbone en aluminium / silicium graphite, supporté par électrolyte support, un séparateur de batterie au lithium-ion de choix majoritaire.
2, récupération! Véhicules de tourisme électrique pur conduit
les progrès technologiques batterie politiques visant à promouvoir superposées de nouveaux véhicules d'énergie provenant de la vente à la qualité et à l'étranger ont fait des progrès considérables.
Nouvelle allocation de voiture d'énergie et double politique d'intégration est un facteur important pour promouvoir le développement industriel. les conditions de fonctionnement vie, la densité d'énergie du système de la batterie et le poids à vide du véhicule - ainsi déterminer la consommation d'énergie d'une centaine de kilomètres de subvention du passager électrique pur. Dans la pente de seuil de porte arrière pendant les paramètres critiques, la densité d'énergie du système de batterie, cent kilomètres véhicule a augmenté progressivement les exigences de consommation d'énergie.
politique « Double Points » est une forme de retraite de la pente des quotas de subvention après les politiques à long terme. paramètres intégrés, les points purs de kilométrage de passagers électriques et corrélation positive bouchon solidaire fixés à des véhicules de tourisme hybrides, le système de pile à combustible de points de puissance nominale et de passagers corrélation positive.
À la fin de 2018, les ventes de véhicules d'énergie de la Chine ont dépassé 1,2 million de marque, la réserve est élevée à plus de 2,6 millions. véhicules de tourisme électrique pur est la principale composante.
intérieur passager électrique pur, les modèles de structure ont un degré d'ajustement considérable. Après le Juin 2018 subvention période de transition, les modèles A00 niveau mensuel du marché des actions à partir de 2017 et 2018 les subventions au cours de la période de transition d'environ 1/3 à 2/3 baisse à 50%, la part annuelle a chuté à moins de 50% A0, les voitures d'une classe représentait pick-up, en plus des changements de politique de subvention, le mix produits a également la capacité de production de cellules affectées, l'offre et la demande affecte les modèles spécifiques.
Niveau technique, un certain kilométrage du véhicule augmente, la densité d'énergie du système de batterie, une centaine de kilomètres pour réduire la consommation d'énergie. A partir du modèle MIIT nouveaux véhicules d'énergie de liste recommandée 2018 un total de 124 modèles de la condition Mileage plus de 400km, bien plus de 17 modèles en 2017, la condition résolutoire Kilométrage plus de 500km modèles ont commencé à émerger, a une densité d'énergie du système de batterie de plus de 53 modèles de 160Wh / kg, le modèle standard en 2017 n'a pas été en mesure d'atteindre, en 2019 le système de batterie la plus haute densité d'énergie a atteint 182Wh / kg.
Condition Kilométrage plus de 500 km de modèles, BYD Qin pro (modèles 2019, ou nommer EV600), Guangzhou Automobile Aion S appartiennent à la Classe, le contrôle des prix de subvention en moins de 20 millions.
Les nouveaux véhicules d'énergie sont également soumis à des degrés divers de soutien à l'étranger. Aux États-Unis, en 2008, les États-Unis ont adopté la « indépendance énergétique et Loi sur la sécurité » (amélioration énergétique et Extension Act), qui 30D dispositions spéciales ont émis un crédit d'impôt spécial pour les véhicules neufs d'énergie (véhicules automobiles neufs d'entraînement électriques plug-in qualifié) . Cette disposition a été 2009 de "American Recovery and Reinvestment Act" (la reprise américaine et Reinvestment Act) et "projet de loi de sauvetage des contribuables américains" de 2013 (Taxpayer Relief Act américain, ATRA) à la mise en uvre aujourd'hui révisée. Loi, les contribuables américains admissibles depuis le 31 Décembre 2009, l'achat de nouveaux plug-in véhicules hybrides et électriques purs, peut profiter de la déclaration de revenus correspondant. Crédits de méthode de calcul spécifique: La capacité de la batterie véhicule 5kWh comme point de départ, correspondant à la partie 2500 $ US 5kWh supérieure à 417 / kWh calcul des subventions progressives, la limite supérieure de 7500 $. En même temps, le projet de loi prévoit que certains fabricants, les statistiques trimestrielles, aux États-Unis où les ventes intérieures totales ont atteint 200.000 unités, à savoir le mécanisme de retrait de la subvention de la pente de déclenchement: est compté à partir du deuxième trimestre, après la conformité à la prochaine les premier et deuxième trimestres de subventions de moitié, troisième et quatrième trimestre de la moitié à nouveau, et depuis ne plus être subventionnés.
Produits, Tesla Model 3 performance globale et une expérience de conduite conquises de nombreux utilisateurs, presque 600km de conditions de vie, telles que la consommation d'énergie d'environ cent kilomètres 12.5kWh représentent essentiellement le plus haut niveau de la technologie actuellement purs véhicules de passagers électriques. Modèle 3 a été évaluée organismes d'évaluation Rapports des consommateurs américains bien connus (Consumer Reports) « plus satisfaisant » voitures, les ventes d'automobiles en tête de la position supérieure de Californie dans la deuxième moitié de 2018, a également confirmé qu'une quantité massive de haute performance des véhicules purs passagers électriques capacités de livraison de la production. Tesla a touché des conditions d'ajustement des subventions, au début de 2019 a commencé à entrer dans la mi-temps de la subvention.
Intégré sur les progrès réalisés à la maison et à l'étranger peuvent penser, les véhicules électriques purs de passagers en termes de technologie, les ventes et maquettes complètent la structure des diplômes a commencé à avoir la possibilité de contester les voitures particulières de carburant.
3, le goulot d'étranglement! Sécurité et la densité d'énergie des arbitrages
Cependant, la performance de la batterie continue de progresser, les conditions de fonctionnement du véhicule de la vie a continué d'augmenter, une centaine de kilomètres à la consommation d'énergie de contrôle efficace, le processus d'améliorer progressivement la performance globale des questions de sécurité, il y a toujours pur véhicules de tourisme électriques. Même la star de la compagnie de voiture de tourisme électrique pur Tesla, et ses produits a également de nombreux accidents de sécurité.
La sécurité et les accidents liés au comportement du conducteur, ainsi que la sécurité intrinsèque du véhicule concerné. Batterie est lui-même le noyau des facteurs de sécurité de véhicules électriques purs.
Comme décrit ci-dessus, la batterie comprenant un composant matériel et auxiliaire active composée de deux parties. besoin de substance active à jouer un rôle direct dans le stockage, il y a une certaine sécurité risque inévitable, et il n'y a aucune possibilité de considérablement réduit; composant auxiliaire en théorie ne doit jouer un rôle de soutien, mais la solution d'électrolyte, un séparateur et un autre liquide, fait composite solide sur l'énergie chimique intrinsèque stockée dans les grandes et très instables, ce qui déclenche des incidents de sécurité, l'expansion hors de contrôle et ont finalement un rôle clé négatif.
L'industrie estime que le court-circuit dans la batterie signifie souvent un emballement thermique, de sorte que les incidents de sécurité de la batterie.
abus mécaniques batterie, l'abus thermique, l'utilisation abusive peut provoquer une défaillance électrique du séparateur, un court-circuit interne entre la batterie (électrode positive, un collecteur d'électrode positive), et (anode, l'anode collecteur de courant), un grand nombre d'électrodes de chaleur et d'inflammation, un électrolyte et un séparateur , batterie irréparable emballement thermique. Dans ce processus, la force physique du séparateur est insuffisante, la stabilité thermique et chimique est une cause majeure de l'accident.
En l'absence d'un court-circuit dans la batterie d'accident possible. Pour des études utilisant l'électrode positive NMC532, séparateur de batterie PET / non tissé céramique est indiqué que la température d'emballement thermique de la batterie (231 degrés) au-dessous de la température de rupture de membrane (257 degrés), mécanisme d'accident, la batterie de l'électrode négative et un solvant d'électrolyte on poursuit la réaction, la décomposition de la solution d'électrolyte de l'hexafluorophosphate de lithium précoce température d'initiation et la dégradation des performances de la batterie, la réaction libérant de l'oxygène de l'électrode positive et un électrolyte, l'électrode positive et la diffusion de l'oxygène en ions métalliques correspondant à une grande réaction d'électrode négative de la capacité de chaleur causé à une condition de température élevée accidents emballement thermique. En d'autres termes, l'abus thermique doux qui est possible pour que l'anode - électrolyte - destruction de la stabilité du système cathodique, la stabilité chimique insuffisante de l'électrolyte est une force motrice importante des incidents de sécurité.
Bien que des progrès significatifs dans la technologie de la batterie effectuée, le modèle final correspondant améliorer considérablement l'endurance, la synchronisation matériau d'électrode actif chimiquement améliorée de stabilité se détériorer progressivement modifié à des exigences de sécurité se réunissent de divers types de matériaux de base complexité augmente; composant auxiliaire proportion / volume de masse a diminué. Nous croyons dans le système traditionnel des matériaux de batterie, en tenant compte de l'augmentation de la densité d'énergie et de maintenir la sécurité de ces deux objectifs plus difficiles, les modèles conditions de vie difficiles correspondant plus considérablement augmenté.
Nous croyons également que l'utilisation de la batterie au lithium-ion liquide dans les mêmes conditions de sécurité des passagers voiture électrique passager plus difficile d'atteindre le niveau de carburant existant, tout en optimisant considérablement la densité d'énergie et la sécurité de la batterie, de sorte que le produit final comprend un véhicule manière plus compétitive est de réformer le système matériel de la batterie existante.
Troisièmement, le solide + batterie au lithium Châssis renforcé en acier
1, je l'espère! Solide nom de l'état
Et batteries au lithium-ion différent de liquide, le séparateur de batterie à ions lithium à l'état solide et l'électrolyte est un remplacement d'électrolyte solide. Ses plus grands avantages potentiels tout aussi élevé de sécurité et de haute densité d'énergie.
La sécurité, l'absence de l'électrolyte solide de la batterie au lithium-ion de l'état - matériau d'électrode est les problèmes de gaz de produit de réaction; surcharge de l'électrode négative de sorte que le métal de lithium est déposée et est moins susceptible d'initiateur de court-circuit de perçage; électrolyte solide performance à haute température est bien supérieure à l'électrolyte de courant - séparateur ces caractéristiques de sécurité que la batterie au lithium-ion à l'état solide est bien plus élevée que la batterie lithium-ion liquide.
la densité de l'énergie, le système de batterie au lithium-ion à l'état solide classique, la densité d'énergie positive et négative et la batterie lithium-ion liquide est similaire. Cependant, la batterie lithium-ion à l'état solide avec une haute capacité et haute électrode de tension (lithium métal / alliage électrode négative, un atome de soufre d'électrode positive, etc.) peut être plus grande compatibilité de système potentiel, ce qui rend la batterie au lithium-ion à l'état solide est appelé à devenir une batterie à haute densité d'énergie (350Wh / kg ou plus) l'appui technique réelle.
En outre, l'électrolyte solide ne contenant pas de batterie au lithium-ion, la batterie peut être procédé de traitement grandement simplifiée. Sur la base des avantages ci-dessus, la batterie au lithium-ion de l'état solide des progrès de la recherche fondamentale, éventuellement cibler des applications industrielles en particulier dans le secteur automobile éclaircissent progressivement.
2, la route! Électrolyte solide
batteries lithium-ion liquides classiques, l'électrolyte - les fonctions de base du système en tant que séparateur sont la température de fonctionnement de domaine conducteur d'ions lithium, l'isolation électrique, une infiltration d'électrode / conversion chimique, et pour éviter le contact direct avec l'électrode, la technologie de stockage d'énergie contenue dans les principaux effets du système une efficacité énergétique élevée est maintenue pendant la décharge, le pouvoir ne constitue pas une planche courte. Bien que l'électrolyte solide a le potentiel d'améliorer la sécurité et la densité d'énergie de la batterie, mais doit d'abord jouer un rôle de base de l'électrolyte classique, à savoir la région de température de fonctionnement avec une haute conductivité ionique.
A température ambiante - une haute conductivité d'ions de lithium à une température légèrement élevée dans la plage du critère de sélection de base, la formation initiale des polymères organiques, des oxydes et des sulfures de système matériel trois d'électrolyte solide. La conductivité d'ions de lithium à une conductivité à température ambiante de l'électrolyte solide doit être d'au moins 1/100 ou plusieurs ions de lithium classiques de solution électrolytique.
Dans le lieu de conductivité d'ions de lithium classique, un électrolyte solide ont également besoin de traiter l'électrolyte - plus l'impédance entre les problèmes d'interface d'électrode. des moyens respectifs comprend une couche tampon recouvrant le deuxième dopage de phase, et d'autres éléments substitués.
Enfin, la conductivité de l'ion lithium, propriété d'isolation électronique, la compatibilité matérielle positive et négative, la densité, l'épaisseur, la résistance, la résistance interfaciale, la disponibilité facile des matières premières (coût des matières premières), le processus de fabrication (coût de production), l'impact environnemental (le coût de post-traitement ) et d'autres paramètres techniques peuvent être une évaluation plus complète intégrée du système de matériau d'électrolyte solide.
Electrolyte solide: système polymère organique
Normalement électrolyte liquide et un séparateur de batterie au lithium-ion pour une utilisation dans un des composants essentiellement organiques, de sorte que le même organique dans le polymère organique est un choix naturel du substrat d'électrolyte solide. Système d'électrolyte solide polymère organique comprend de l'oxyde de polyéthylène (PEO) et présente une certaine similitude avec la structure du polymère (oxyde de polypropylene, le chlorure de polyvinylidène, le fluorure de polyvinylidène) ou analogue.
Polyoxyéthylène à cause de leur bonne compatibilité et une électrode négative de lithium devient le courant principal de l'électrolyte solide de polymère organique. Compte tenu des lithium-polyoxyéthylène libre intrinsèque, la nécessité de premier sel de lithium dopé, son mécanisme de conduction du lithium d'oxygène d'éther / ions lithium induire d'autres atomes électronégativité plus élevée, les régions amorphes et lithium riche chaîne subséquente transfert segment de mouvement pour obtenir des ions lithium voisin, des ions lithium finalement réalisé dans l'effet d'un côté de la couche de polymère, qui sort de l'autre côté, la charge-décharge de transports de lithium. oxyde polyéthylène dopé avec un sel de lithium de cristallinité plus la résistance, mais plus la baisse de la conductivité d'ions lithium, le dopage des particules inorganiques, le greffage de polymère, la copolymérisation, un moyen approprié pour réduire le degré de cristallinité de modification de reticulation, également pour l'étude il a été largement adopté. Jusqu'à présent, l'électrolyte solide de polyoxyéthylène conductivité d'ions lithium dans des conditions de haute température est légèrement acceptable en tant que densité pratique, avec une faible, une faible résistance interfaciale, de diluant et d'usinage facile.
Cependant, l'oxyde de polyéthylène dopé avec un électrolyte solide de sel de lithium après la différence entre la capacité de résistance à haute tension, le matériau ternaire de tension classique, il peut être oxydé, de sorte que la sélection du matériau de cathode est limitée, limite en grande partie la densité d'énergie de la cellule finale . En outre, le polyoxyéthylène résistance relativement faible, la résistance à la perforation dont la capacité de court-circuit est faible par rapport à un autre système d'électrolyte solide.
L'électrolyte solide: Système d'oxyde
L'électrolyte solide comprenant principalement un oxyde des systèmes d'oxydes de lithium lanthane titane ayant une structure de perovskite (de LLTO), la structure d'oxyde de lanthane-zirconium lithium grenat (de LLZO), conducteur d'ions rapides (lisicon, NASICON) et similaires, les mécanismes de guidage essentiellement lithium forme matérielle, une structure micro-niveau stable du canal de transport d'ions de lithium. Le plus grand avantage de l'électrolyte d'oxyde solide est dérivé de l'oxyde inorganique propriétés intrinsèques: résistance mécanique, physique élevée et la stabilité chimique, résistance à la pression, la complexité de fabrication est peu élevé. Pendant ce temps, après une partie de l'élément dopant, à des conditions de température légèrement élevée (par exemple, 80 ° C) à ions lithium électrolyte conducteur à oxyde solide peut également être pratique acceptée.
Manque d'oxyde inorganique d'électrolyte d'oxyde solide aussi de ses propriétés intrinsèques: électrode - interface électrolyte concernée, le contact d'interface est faible, la stabilité du cycle d'interface est également médiocre, ce qui entraîne dans le cycle de levage d'impédance interfaciale plus rapide, n jouent un déficit négatif capacité effective, la vie de la batterie diminue rapidement, la couche mince est plus difficile. Par conséquent, de multiples besoins d'électrolyte d'oxyde solide à ajouter à la portion de trace du composant polymère et le sel de lithium ionique de performance / liquide - polymérisation in situ secondaire à électrolyte ou en utilisant une batterie de quasi-solide fabriqué pour retenir la partie de l'électrolyte et améliorer l'avantage de la sécurité - interface de contact électrode.
L'électrolyte solide: Système sulfure
Un système d'électrolyte solide de sulfure peut être considéré comme le sulfure multiple matériau composite de lithium et de sulfure de germanium, le phosphore, le silicium, le titane, l'aluminium, l'étain et d'autres éléments de la composition, la matière a été recouverte de la même états cristallins et amorphes. Le soufre grand rayon ionique, de telle sorte que la plus grande du canal de transmission d'ions de lithium; électronégativité également appropriés, de sorte que le sulfure électrolyte solide est la conductivité ionique de préférence le lithium, dans lequel le système Li-Ge-PS toute la conductivité des ions lithium dans l'électrolyte solide à la température ambiante il peut être comparé directement et un électrolyte. En outre, la résistance mécanique de l'électrolyte solide de sulfure est important, la compatibilité qui est de préférence une électrode de capacité de haute teneur en soufre de positif.
Le principal inconvénient du sulfure électrolyte solide comprenant: moins électronégatif de l'oxygène du soufre, de telle sorte que lorsque la partie de la couche d'électrolyte pauvre en lithium à une haute tension positive, ce qui augmente la résistance interfaciale; générée lorsque l'électrode de lithium métallique négative avec une grande impédance de SEI; sulfure des particules inorganiques non métalliques de celui-ci, le cycle présente également électrolyte relativement sévère - problème de l'interface électrode de détérioration. En outre, le système matériel est très sensible à l'eau ou de l'oxygène, même événement inflammable d'un accident, la couche mince est également difficile. Ceux-ci de sorte que son processus de fabrication est très élevé.
En résumé, les performances des différents systèmes ont des avantages et des inconvénients du matériau d'électrolyte solide, la performance intégrée de l'électrolyte solide n'a pas encore paru, les matériaux composites avec des constituants à travers les types de base, un contrôle précis de la structure peut être la clé d'une percée.
3, épines! La science, l'ingénierie et la réalité commerciale
De la R & D Etat de l'électrolyte solide, il peut être trouvé, même si la batterie lithium-ion de l'état solide a un certain nombre des principaux avantages dominants / potentiels, mais il y a encore plus important si les questions non résolues sèches.
Matériaux système scientifique, de nombreux indicateurs techniques ont un besoins complexes et variés des propriétés intrinsèques de l'électrode et de l'interface électrolyte et interagissent dans différentes conditions doivent être prises en compte, ce qui rend l'étude de la batterie au lithium-ion à l'état solide est devenu un véritable ingénierie des systèmes composites avancés. état solide système matériel de stockage de la batterie au lithium-ion, le transfert de masse et une défaillance éventuelle du mécanisme de circulation a besoin de beaucoup d'explication scientifique sous-jacent; compromis de performance et les avantages obtenus performances sensiblement l'ensemble de la simulation et les exigences expérimentales sont très élevées, l'électrolyte, la structure du matériau d'électrode - fonction précise et ordonnée du couplage même réalisé que dans le niveau de laboratoire trop difficile.
La pratique d'ingénierie et de commercialisation, la demande des consommateurs pour la batterie au lithium-ion haute performance à l'état solide et le besoin urgent de réduire le coût des contraintes très fortes limites du développement industriel. Etude du système de matériaux de pile au lithium-ion liquide classique, une batterie disposée la matière, le processus de production de cellules de batterie et l'équipement de production a mûrir progressivement, le niveau d'application de véhicule a également été prouvé un certain nombre de modèles différents, mais les matériaux de la batterie au lithium-ion à l'état solide des systèmes l'incertitude a également apporté routages d'incertitude, et la compatibilité avec le système d'équipement existant est également difficile de déterminer, le coût final de l'électricité est également difficile d'estimer efficacement échelle. Par conséquent, la pratique de l'ingénierie à l'état solide des batteries au lithium-ion et la commercialisation de même très variable.
Quatrièmement, se battra! Lithium à l'état solide stratégie
1, la planification! Hauteurs commandant du long terme
Bien que la technologie est encore une perspective intéressante dans la phase initiale, le lithium à l'état solide est encore les grandes économies du monde pour promouvoir la planification à long terme afin de promouvoir le progrès technologique et le développement industriel.
programme de soutien américain au lithium-état solide est Battery500, en se fondant sur le ministère américain de l'Énergie, responsable Northwest National Laboratory, a dirigé un certain nombre d'institutions et d'entreprises en tant que consultant ou de soutien. Le chemin d'accès spécifique pour réduire l'électrolyte composant secondaire, et l'augmentation de la proportion de la matière active et une capacité à réduire les coûts, la finale haute performance au lithium solide pratique économique: la densité d'énergie de 2023 atteint monomère 275Wh / kg.
Le programme de soutien du Japon pour le lithium-état solide est rising-I, Rising-II, solide-EV, etc., plus les constructeurs automobiles, les universités et les instituts de recherche se joindre au programme. Le Japon a développé dans le but de la production de masse des technologies de base pour l'élaboration de normes, d'évaluation des technologies, les idées sont développées à partir des matières premières classiques de la batterie, l'optimisation de la structure cellulaire pour réduire la composante auxiliaire, solidifiée simultanément Sinon, pour répondre à la sécurité Dans le même temps augmenter la proportion du problème et de la capacité de la matière active, et enfin atteindre les étapes de lithium solide: 2025 densité d'énergie monomère de 300Wh / kg, atteint 2030400Wh / kg.
Notre politique de soutien au lithium à l'état solide est distribué dans de nombreux design niveau supérieur.
« L'industrie automobile plan de développement à long terme » nécessite la mise en uvre de la batterie d'alimentation projet de mise à niveau. Faire jouer pleinement le rôle des centres d'innovation de la batterie électrique de plate-forme et la création de nouvelles alliances industrie de la batterie et d'autres matériaux clés pour mener à bien la batterie d'alimentation, batterie unique, commun de recherche de la technologie du système de gestion de la batterie et d'accélérer la puissance révolutionnaire de la batterie révolutionnaire.
« Économie d'énergie et nouvelle feuille de route de la technologie des véhicules d'énergie » pour le système de matériau de lithium à l'état solide, les problèmes d'interface ont une description plus détaillée. L'objectif technique de la densité énergétique d'un seul corps 2020300Wh / kg, 2025 a atteint 400Wh / kg, le groupe et la capacité cellulaire pour le développement dans les technologies, les futures implémentations promotion
2, ouvrez! Mille miles avec une seule étape
En tant que domaine novateur, le nombre de brevets liés à la résistance technique solide lithium est un indice de référence important.
brevets internationaux, plus le Japon, les États-Unis, l'Allemagne, la Corée du Sud et d'autres pays à appliquer, la société / organisation, demander à Toyota, et a été mise en page de brevet multinationale.
brevets nationaux, les instituts de recherche et les entreprises sont impliquées, le nombre d'instituts de recherche de brevets dominante. De Toyota, Hyundai et d'autres sociétés internationales automobiles, les demandes de brevets et d'autres sociétés indépendantes BYD prix des voitures peuvent être vu dans l'importance d'une batterie lithium-état solide.
À l'échelle mondiale, la recherche de lithium solide et le développement des entreprises sont principalement distribués en Amérique du Nord, en Europe et Asie de l'Est, la feuille de route technologique couvre également une variété de polymères, des oxydes, des sulfures et des systèmes matériaux composites et ainsi de suite.
Toyota espère système sulfure / électrolyte composite et le lithium pour parvenir à l'état solide cellule R & D correspondant «dans le train », son plan industriel pour la période de 2020 nuds.
Le premier à atteindre compagnie de voiture au lithium-état solide avec le groupe français Bolloré (Bolloré). Cependant, le système de matériaux (fer + lithium phosphate de polyoxyéthylène) limite la densité d'énergie du système de batterie, de sorte que la durée de vie du véhicule est inférieure à 200 km.
La technologie lithium-ion innovante hautement solide détermine la société de démarrage a une solide formation académique, et ont peut aussi avoir la capacité d'innovation indépendante de déduire le comme. La source de l'équipe de base au MIT Solid Energy finalement souhaité lithium cobaltate - & Ionic Liquid Polymer - ion lithium à l'état solide à usage professionnel, batterie lithium métallique; Source équipe de base claire a développé un état solide développement céramique à base d'oxyde de lithium ion College Department of Materials batteries et un dispositif correspondant; core Source équipe Institute of Physics, nouvelle matrice de polymère bleu tuteur d'énergie durci in situ développées à l'état solide au lithium ion ou similaire.
Cinquièmement, le train! Essais et les épreuves
1, peu à peu! Vers la haute densité d'énergie du futur
La batterie lithium-ion courant à l'état solide pratique a démontré une plus grande sécurité, la capacité de la batterie est généralement faible par rapport à la principale batterie lithium-ion de densité d'énergie liquide n'a pas refléter encore l'avantage, et le taux de rendement élevé de vie de cycle de charge-décharge moins de liquide batterie lithium-ion, et un coût plus élevé. L'ampleur de son application avant que le véhicule devrait commencer avec des besoins spéciaux pour commencer, telles que la capacité de taux et durée de vie moins exigeant, mais les exigences de sécurité et ont une plus grande exigences de densité d'énergie de certains avions, militaires et d'autres domaines. Boeing 787 qui utilisations du Japon Yuasa (YUASA) cobaltate - batterie au lithium liquide graphite (densité d'énergie unique de 102Wh / kg, la densité d'énergie du système 79.2Wh / kg) nécessaire pour atteindre la consommation d'énergie plus élevé, mais le modèle d'un aéronef est mis en service depuis la fin de 2012 semble vol d'arrêt des accidents d'incendie du compartiment de la batterie du module d'alimentation auxiliaire seulement 22 fois au début de 2013, 169 heures, accident de la batterie partiellement gonflé, l'ablation de collecteur, la rupture de la soupape d'échappement, le lithium liquide est difficile à expliquer en même temps rencontre l'avion et les besoins de sécurité énergétique et de lithium à l'état solide ou un choix approprié.
Nous estimons neutre, environ 2020-2021 ans, le marché du lithium à l'état solide pour parvenir à une certaine échelle dans certaines applications spéciales. En même temps, au début du développement des applications, la technologie de lithium à l'état solide maintiendra les avantages de sécurité, le passage à la haute densité d'énergie, la synchronisation du véhicule d'essai va progressivement se déployer.
Utility ou faire circuler un haut route suivant solide de lithium de densité d'énergie: à partir du système positif et négatif, à partir matériau électrolyte solide avant, pour / optimisation et d'alliage de lithium métal / lithium, de haute capacité spécifique et de haute capacité spécifique de l'électrode positive du système de mise en correspondance matériau d'électrolyte solide; l'optimisation de la quantité de l'électrolyte solide; densification, la capacité de levage de l'électrode positive, la réduction de la quantité d'un autre composant auxiliaire; rapport volumétrique optimal de positif et négatif.
Compte tenu du rapport de volume positif et négatif 1: changement de volume négatif différentes parties de la pile au lithium à l'état solide pleine charge et de décharge de métal de lithium 1, la position de l'interface / topographie des changements morphologiques et l'impact négatif de la vie de la batterie dans une large mesure, sur l'alliage de l'électrode de négatif ce potentiel significatif d'amélioration, nous estimons que la sécurité pratique élevée,
Système de haut matériau à l'état solide de densité d'énergie résultant électrode négative de lithium comme électrode de l'électrode positive ternaire à haute nickel ou à base de soufre de haute tension positive, une couche mince électrolyte solide composé polyhydrique, un alliage de lithium; densité d'énergie monomère à proximité de 400Wh / kg.
2, donnant! Électrique réponse ou comment ultime
Si la batterie lithium-ion de haute performance à l'état solide développé avec succès en douceur, et la batterie lithium-ion liquide dans le système actuel est également entièrement optimisé, nous souhaitons à la fois la comparaison complète et prouvé batterie lithium-ion à l'état solide peut apporter ce que est des véhicules purs passagers électriques la performance au niveau des espèces. Pour estimer le point correspondant dans le temps, nous nous attendions à être autour de 2025. (Substances actives, le lithium à l'état solide supposées haute pression et l'électrode positive ternaire de nickel élevée, une électrode négative en alliage de lithium; lithium liquide à haute pression supposée électrode haute ternaire de nickel positive, une électrode négative de carbone de silicium)
Dans la performance de la batterie de comparaison, la densité d'énergie de la cellule de batterie, le lithium est supérieur au lithium solide-liquide, l'efficacité du système de cellules du groupe, prestations de lithium à l'état solide de haute sécurité est également plus élevée, le cycle de vie et la capacité de charge rapide, par rapport au lithium à l'état solide lithium liquide est toujours un écart. De plus, la conductivité de lithium à l'état solide est encore petit et une partie de l'impact de la consommation d'énergie du véhicule. une plus grande sécurité de lithium à l'état solide.
Comparez le coût des batteries, nous estimons la densité du coût global de l'énergie neutre haute lithium à l'état solide et liquide lithium seront similaires.
En outre, compte tenu de la charge haute vitesse à l'état solide et de lithium / puissance de décharge en réponse aux fluctuations de performances réelles il y a encore des lacunes, les programmes de configuration nous envisagés pour la plage dynamique du véhicule d'allongement, un lithium solide comme un dispositif de stockage principal, avec sa haute performance et rapide piles rechargeables (à adopter la batterie de phosphate de fer et de lithium de type de charge rapide) est de stabiliser la fluctuation de puissance, afin de jouer les avantages d'un lithium solide et prolonger la vie de la batterie.
Nous avons choisi B-classe EV modèles de référence électrique SUV Biyaditang. 2025 suppose que cent kilomètres a été diminué de manière significative la consommation d'énergie, et sont équipées de configuration lithium liquide (énergique) et la batterie à l'état solide-étendue lithium + lithium liquide (type de puissance), définissant une qualité uniforme de la batterie. Assumera pouvoir 120kW pile recharge rapide a été plus populaire, puissance 60kW, pile de charge rapide est devenue populaire.
Trois performances de base peut répondre aux demandes de voitures particulières générales. Dans d'autres aspects de l'état critique de la vie, l'utilisation de la batterie au lithium-état solide configuration gamme étendue + modèles liquides combinaison au lithium de puissance conduisant les modèles de lithium liquide de type d'énergie correspondant 150km, à des conditions de travail de 900km vie peut être considérée comme adieu vraiment une offre à l'angoisse de, le temps de charge rapide aspect, un type d'énergie lithium liquide des véhicules relativement plus courtes, la sécurité, une combinaison de solide batterie lithium état + lithium de type liquide de puissance est relativement plus élevé. Après avoir examiné les divers facteurs que nous croyons que si le matériel - processus - système matériel R & D et de production en douceur, la plate-forme étendue batterie optimisation de lithium état totalement rationnel, solide conception configuration de gamme étendue + lithium liquide type d'alimentation peuvent être basées sur une combinaison de longue vie et de haute sécurité comme point de vente, il y a longtemps de l'aspect principal du réseau a besoin d'un véhicule électrique pur, l'utilisation d'un modèle technologie de batterie lithium-ion liquide développées sont plus susceptibles de compter sur un système d'alimentation, différent kilométrage - temps de charge rapide trouver un équilibre entre les deux. lithium état solide ou mener une innovation technologique du véhicule électrique pur.
