Apakah itu kendaraan energi baru atau perangkat penyimpanan energi, salah satu komponen kunci terpenting adalah baterai. Tantangan bagi industri baterai dalam beberapa tahun terakhir adalah meningkatkan kepadatan energi dan mengejar cara yang lebih aman , Apakah itu mencoba bahan positif dan negatif baru, atau meningkatkan berat jenis nikel, seperti rasio baterai terner nikel-mangan-kobalt (NMC) dari yang asli 5: 3: 2 menjadi 6: 2: 2, atau bahkan Hingga 8: 1: 1, beberapa orang juga berkomitmen untuk mengembangkan teknologi yang berbeda dari baterai litium tradisional, seperti kendaraan energi hidrogen yang menggunakan sel bahan bakar hidrogen. Baterai Solid-State Ini dianggap sebagai teknologi baterai generasi berikutnya.
Industri telah berinvestasi dalam penelitian baterai solid-state. Toyota memiliki momentum terbesar. Apple, Dyson, dan raksasa sel baterai seperti SDI Samsung dan LG Chem LG juga tidak absen. Namun, ketika perusahaan lain masih berkembang Atau produksi percobaan, perusahaan adalah yang pertama mencapai produksi massal dan pengiriman baterai solid-state berkapasitas kecil, perusahaan yang kurang dikenal ini ProLogium Bahkan sudah mendapatkan investasi dari SoftBank China Capital (SBCVC) beberapa tahun yang lalu.Menurut Mr. DT, SoftBank China terus meningkatkan investasinya. Huinenggang menyelesaikan investasi yang dipimpin oleh SoftBank China Capital pada Januari 2019 dengan nilai 150 juta dollar AS. Pembiayaan putaran D akan digunakan untuk perluasan pabrik. Kapasitas produksi pabrik baru yang direncanakan sebesar 1GWh yang diharapkan selesai akhir tahun ini.
Gambar | Investor utama Huineng adalah SoftBank China Capital (Sumber: situs resmi SoftBank China Capital)
Apa itu baterai solid state?
Sebagian besar baterai lithium-ion yang digunakan dalam elektronik konsumen atau kendaraan energi baru memiliki empat elemen kunci, yaitu bahan elektroda positif, bahan elektroda negatif, pemisah, dan elektrolit cair (elektrolit). Elektrolit mentransfer ion antara anoda dan katoda. Jika baterai diisi terlalu cepat, reaksi antara ion litium dan elektrolit dapat membentuk dendrit atau kumis logam, yang akan membentuk korsleting.Selain itu, kegagalan membran polimer gel juga akan terjadi. Elektroda mengalami korsleting, sehingga ledakan baterai di ponsel atau kendaraan energi baru kadang terdengar.
Baterai yang menggunakan elektrolit bisa disebut baterai cair, sedangkan baterai solid-state, sesuai dengan namanya, Ini untuk mengganti komponen cairan yang digunakan dalam baterai lithium-ion yang ada dengan bahan padat .
Sederhananya, baterai solid-state memiliki tiga keunggulan: baterai tidak akan bocor, dan tidak akan meledak atau terbakar saat rusak atau bocor. Keamanan tinggi Itu adalah keuntungan pertama dan terbesar. dua adalah Kepadatan energi tinggi Industri percaya bahwa kepadatan dan struktur baterai solid-state dapat memungkinkan lebih banyak ion yang diisi untuk berkumpul di satu ujung, mengalirkan arus yang lebih besar dan meningkatkan kapasitas baterai, sehingga kepadatan energi dapat ditingkatkan hingga lebih dari 400Wh / kg, yang lebih baik daripada baterai lithium biasa.
Tiga adalah Potensi ketipisan dan fleksibilitas Pada baterai litium tradisional yang menggunakan elektrolit, harus ditambahkan separator antara katoda dan anoda untuk mencegah terjadinya arus pendek. Secara umum, ketebalan separator sekitar 20-30 mikron, sedangkan solid-state battery tidak memerlukan separator, dan ketebalan elektrolit padat sekitar 3 ~ 4 mikron, sehingga ketebalannya jauh lebih tipis daripada baterai tradisional, sehingga produk elektronik atau mobil dapat memperoleh manfaat yang lebih besar dalam desain atau pemanfaatan ruang. Fleksibilitasnya juga memenuhi kebutuhan ponsel layar lipat dan perangkat yang dapat dikenakan saat ini .
Ada berbagai rute teknis di bidang baterai solid-state, Elektrolit padat secara kasar dapat dibagi menjadi tiga kategori: elektrolit anorganik, elektrolit polimer padat (SPE, Elektrolit Polimer Padat), elektrolit komposit . Saat ini, bahan yang banyak diinvestasikan oleh perusahaan dalam penelitian meliputi polimer padat, sulfida (Sulfida), oksida (Oksida), film tipis (Film Tipis), dll. Misalnya, produsen baterai solid-state Sakti3 dan Infinite Power Solutions, yang diakuisisi oleh Dyson dan Apple, sebagian besar adalah film tipis, tetapi prosesnya rumit dan produksi massal sulit. Sebelumnya, Dyson dan Apple rela menyerah, jadi status pengembangan saat ini tidak Itu terlalu jelas, sementara Toyota, Panasonic, Samsung, BMW dan CATL telah berinvestasi dalam elektrolit sulfida, sementara Huineng dan Sony berfokus pada oksida.
Apple telah secara aktif menerapkan paten untuk baterai solid-state dan teknologi pengisian daya sejak 2012, dan mengakuisisi Infinite Power Solutions pada 2013. Dalam dua atau tiga tahun terakhir, kabar penyebaran baterai solid-state oleh pabrik mobil sangat mengemuka, seperti pengumuman Toyota akan menjual kendaraan listrik yang dilengkapi baterai solid-state pada 2022. Selain itu, Volkswagen berinvestasi di QuantumScape, start-up baterai solid-state yang didirikan oleh pengusaha muda MIT Technology Review TR35, Jagdeep Singh. Volkswagen meningkatkan investasinya pada Juni tahun lalu dan memperoleh QuantumScape sebagai direktur. Perusahaan ini diharapkan dapat membangun baterai solid-state pada tahun 2025. Lini produksi baterai lithium.
Jepang, negara baterai utama di masa lalu, secara bertahap telah meninggalkan baterai lithium dan telah mengalihkan fokus penelitiannya ke baterai solid-state. Badan Sains dan Teknologi Jepang (JST) dan Organisasi Pengembangan Teknologi Industri Energi Baru Jepang (NEDO) secara aktif mempromosikan perkembangan ini. Perhatikan teknologi ini.
Gambar | Pemain yang berinvestasi dalam baterai solid-state (Sumber gambar: Yole Développement)
Daftar perusahaan baterai solid-state di pasar
(Selesai: DeepTech )
Apa latar belakang Huineng?
Perusahaan yang asing di telinga masyarakat ini sebenarnya sudah berdiri lebih dari 10 tahun. Pendiri Huineng Technology, Yang Sinan, dianggap sebagai veteran industri elektronik Taiwan. Setelah lulus dari Departemen Teknik Kimia Universitas Nasional Taiwan dan Institut Sains dan Teknologi Material Universitas Nasional Taiwan, ia pertama kali bekerja untuk perusahaan baterai Taiwan Super Energy, dan kemudian bergabung dengan pabrik FPC di Grup Foxconn Sheng, selaku kepala RD, optimis dengan masa depan baterai solid-state, Dia menggabungkan keahlian baterai dan papan lunak untuk menciptakan Huineng.
Gambar | Yang Silan, pendiri Teknologi Huineng (Sumber: Huineng)
Huineng mengganti separator dan elektrolit dengan elektrolit keramik dan mengembangkan Baterai Lithium Ceramic (LCB, Baterai Lithium Ceramic). Produk pertama, "Baterai Lithiun-Ceramic Fleksibel" (FLCB, FPC Lithiun-Ceramic Battry), adalah soft board Sebagai bahan dasar dan bahan pengemas, baterai dapat dibengkokkan, dengan frekuensi pembengkokan maksimum 10.000 kali, dan baterai lithium keramik (PLCB) berkapasitas tinggi akan diperkenalkan nanti.
Untungnya, baterai FLCB pertama memungkinkan Hui Neng memenangkan pesanan indeks pada saat itu. Pada tahun 2013, HTC meluncurkan smartphone One max, bersama dengan aksesori HTC Power Flip Case. Bagian luarnya adalah casing kulit flip-top, tetapi baterainya sudah terpasang. Ada tiga titik kontak di bagian belakang ponsel One max, yang dapat diisi dayanya saat dihubungi dengan casing kulit. Pada saat itu, meskipun tidak banyak orang yang memperhatikan perbedaan antara baterai ini dan baterai lithium cair biasa, sebenarnya menunjukkan bahwa baterai solid-state berkapasitas kecil dapat diproduksi secara massal, dan proyek ini menjadi kasus pertama yang menguntungkan bagi Huineng.
Gambar | Baterai lithium ceramic fleksibel Huineng (sumber: DT Jun)
Setelah itu, banyak pelanggan dengan persyaratan keamanan dan tahan ledakan yang tinggi berinisiatif untuk datang ke pintu mereka.Misalnya, perusahaan aksesoris ponsel Inggris Tech21 mengkhususkan diri dalam pelindung penutup belakang ponsel, karena mereka ingin membuat penutup belakang dengan baterai, dan tidak Ada persyaratan yang sangat tinggi untuk perlindungan ledakan, jadi baterai solid-state Huineng adalah fokusnya.
Ada juga produsen helm pintar Helm yang dikembangkan oleh perusahaan memiliki fungsi seperti koneksi bluetooth, panggilan headset, dan pengukur kecepatan. Oleh karena itu, helm membutuhkan baterai yang sudah built-in, namun tidak dapat dipungkiri adanya resiko kecelakaan saat mengendarai sepeda. Tetapi karena baterai helm meledak karena jatuh, itu bisa menjadi masalah besar. Oleh karena itu, pelanggan juga rela mengeluarkan biaya lebih tinggi untuk membeli baterai solid-state yang sangat aman. Pelanggan lain termasuk produsen peralatan semikonduktor.
Gambar | Kemajuan aplikasi pasar dari baterai solid-state berkapasitas besar (Sumber: Yole Développement)
Capai produksi massal baterai solid-state berkapasitas kecil dan beralihlah ke pasar kendaraan energi baru
Dengan perangkat elektronik konsumen dan perangkat yang dapat dikenakan ini, pelanggan membawa pendapatan yang stabil, setelah mengumpulkan beberapa tahun pengalaman dalam produksi massal baterai solid-state berkapasitas kecil, Huineng mulai fokus pada penelitian dan pengembangan ke pasar listrik yang lebih besar tiga tahun lalu. Mengembangkan baterai lithium keramik tegangan tinggi (BLCB).
Ada perbedaan teknis yang besar antara baterai solid-state berkapasitas kecil dan baterai berkapasitas besar yang digunakan dalam mobil. Pertama-tama, mobil membutuhkan voltase yang sangat tinggi. Metode kemasan baterai kendaraan energi baru yang ada adalah dengan menggunakan banyak sel baterai dalam "seri eksternal". Cara untuk menghubungkannya secara seri, dan Hui dapat menggunakan "Bipolar" (BiPolar) Teknologi, fitur Lakukan koneksi seri dan paralel langsung di dalam sel baterai , Tegangan pengenal sel baterai tunggal dapat berkisar dari 7,4 volt (2 senar) hingga tegangan maksimum saat ini 60 volt (15 senar) yang ditentukan oleh industri otomotif. Hal ini menghemat ruang untuk sambungan seri eksternal dan juga membantu menyederhanakan mekanisme desain pengelolaan baterai yang kompleks .
Jadi, mengapa baterai cair tidak dapat digunakan dalam teknologi BiPolar? Umumnya, bila elektrolit baterai cair melebihi 4 hingga 5 volt, elektrolit tersebut akan hancur, dan baterai yang tidak stabil akan menimbulkan risiko keselamatan. Jadi saat ini hanya baterai solid-state yang dapat melakukan BiPolar .
Huineng mendemonstrasikan paket baterai solid-state (termasuk sel baterai) untuk kendaraan energi baru pada CES tahun ini. Dengan kapasitas kendaraan yang sama, kemasan baterai hanya setengah volume dan 70% dari berat baterai tradisional. , Huineng menggunakan teknologi multi-dimensi seri-paralel BiPolar + 3D untuk membuat satu baterai tegangan tinggi 85,2 volt dan sel baterai berkapasitas besar 20KWh, jadi hanya 4 baterai yang dapat membentuk paket baterai kendaraan energi baru 80KWh.
Gambar | Huineng telah mengembangkan paket baterai solid-state untuk kendaraan energi baru. Dengan kapasitas kendaraan yang sama, kemasan baterai hanya setengah volume dan 70% dari berat baterai tradisional (sumber: DT Jun)
konsep apa ini? Mengambil paket baterai Tesla Model 3 berkapasitas 80.5KWh dan menggunakan 4.416 baterai, jumlah baterai di Huineng hanya sekitar 1/1104 dari Model 3. Jumlah baterai yang digunakan kecil, sistem manajemen baterai disederhanakan, dan kabel antara bahan pengemas inti baterai dan inti baterai disimpan, dan baterai solid-state aman dan tidak memiliki risiko ledakan.Oleh karena itu, telah menarik banyak produsen mobil dan produsen baterai untuk secara khusus datang ke Huihui Stan yang bisa dilihat.
Huineng saat ini telah merundingkan kerja sama dengan grup mobil Eropa, dan diharapkan sebuah mobil prototipe yang dilengkapi dengan baterai solid-state akan diluncurkan paling cepat pada paruh kedua tahun 2019.
Jangan melawan produsen sel baterai utama, masuki China dan Eropa melalui kerja sama atau otorisasi
Meskipun baterai solid-state memiliki banyak keunggulan, namun tetap saja menemui banyak kendala, terutama baterai berkapasitas besar.Bahan elektrolit padat yang berbeda memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Dr. Li Hong, peneliti di Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences Dan lingkungan, "kata forum inovasi, Kekurangan utama dari baterai lithium polimer semua padat adalah harus bekerja di atas 60 derajat , Mudah korsleting Baterai lithium solid-state film tipis memiliki kemampuan siklus yang baik dan menyesuaikan dengan tegangan tinggi, tetapi tidak mudah untuk memperbesar kapasitas.
Selain itu, keamanan dan stabilitas baterai lithium oksida semua-solid-state baik, tetapi produksi massal belum sepenuhnya terwujud. Oleh karena itu, masih ada jalan panjang untuk menuju aplikasi akhir dari baterai solid-state.
Selain itu, biaya baterai solid-state saat ini masih jauh lebih tinggi daripada baterai lithium cair, dengan jarak beberapa kali lipat. Untuk mempersempit kesenjangan biaya antara baterai solid-state dan baterai lithium cair, Huineng juga mengubah model produksinya. Di masa lalu, ia mengadopsi produksi "chip", tetapi sekarang dapat diubah menjadi produksi "roll to roll" dan memperluas kapasitas produksinya sendiri. Bekerja sama dengan pabrik mobil atau pabrik sel baterai, Huineng telah bekerja sama dengan banyak produsen mobil di daratan, Eropa, dan Amerika, dan lulus uji kelistrikan dan keselamatan produsen mobil.
Industri baterai bisa dikatakan industri yang penuh dengan raksasa, karena investasi modal yang besar dan hambatan masuk yang tinggi. Misalnya sel baterai memiliki SDI dan LG Chem. Di China bahkan ada CATL dan BYD. Untuk pendatang baru atau perusahaan start up, Tidak mampu bermain-main dengan modal besar, terutama di industri otomotif. Produsen mobil sering berharap baterai bisa diproduksi secara lokal. Produsen sel baterai kecil yang melakukan penelitian dan pengembangan tidak memiliki dana untuk mendirikan pabrik di luar negeri. Hui Neng sangat jelas tentang posisinya. Alih-alih bertarung dengan raksasa, Anda juga bisa bekerja sama, seperti memberi lisensi pada teknologi yang dipatenkan, sehingga pabrik sel baterai atau perusahaan mobil yang berminat dapat memproduksi baterai solid-state domestik sendiri.
Gambar | Lapisan baterai solid-state yang dikembangkan oleh Huineng (Sumber: Mr. DT)
Selain itu, Huineng juga sedang mempersiapkan untuk bersama-sama membangun "Solid State Lithium Ceramic Battery Aliiance" di Eropa dengan produsen mobil Eropa untuk menyediakan platform bagi mitra resmi global untuk bertukar teknologi dan standar pasar, serta memperpendek baterai solid state. Garis waktu penelitian dan pengembangan teknologi melampaui tiga tantangan teknologi, keselamatan, dan produksi massal untuk mewujudkan komersialisasi baterai solid-state.
"Kami akan melakukan pekerjaan yang baik dalam penelitian dan pengembangan, mentransfer teknologi ke area lokal, langsung menyediakan layanan Turn Key, menjual bahan inti dan peralatan produksi massal 1 miliar watt jam, karena tujuan terpenting adalah membuat teknologi baterai solid-state lebih banyak digunakan orang, semakin baik. "Kata eksekutif Huineng kepada Mr. DT.
Meskipun produksi massal baterai solid-state berkapasitas besar saat ini masih memiliki tantangan, tidak diragukan lagi bahwa keamanan baterai dan kepadatan energi yang tinggi adalah dua arah utama yang ditempuh oleh industri. Dengan pengembangan dan promosi perusahaan rintisan, raksasa industri, dan lembaga penelitian ilmiah, Sifat komersial masa depan dari baterai solid-state patut dinantikan.
- Kertas ujian akhir untuk siswa sekolah dasar di Wuhan terungkap! Orang tua memperdebatkan topik ini! Berapa banyak yang akan kamu buat?
- 4Shoun Ye berlari ke toko 4S untuk bermain mobil bumper, menabrak 20 mobil termasuk Porsche, dan kehilangan 800.000 dolar AS