الشحن الوقت قصير جدا، مسافات طويلة، والكثير من الأخبار وصف بطاريات الحالة الصلبة. منذ وقت ليس ببعيد، شركة صناعة السيارات الكهربائية فيسكر (فيسكر) قدمت براءة اختراع بطارية الحالة الصلبة، وتقارير وسائل الإعلام تجعل الكهربائية حياة بطارية السيارة تصل إلى 804 كم، ويتم اختصار الوقت الشحن لدقيقة واحدة. في وقت سابق، وادعى تويوتا وهيتاشي وغيرها من الشركات قد تقدم بطلب براءة اختراع تتعلق البطارية الصلبة. من منظور عالمي، حيث يتوقع أن يساهم في الإنتاج التجاري في عام 2025 بطاريات الحالة الصلبة.

يجب أن نسأل، بطاريات الحالة الصلبة ما السحرية في نهاية المطاف؟ اليوم، اختراقات الحالة الصلبة ذات الصلة بطارية التكنولوجية، صحفي بعد تطبيق براءة أخرى، و التأمل في البطارية الحالة الصلبة يمكن أن يكون لها "التربو + بطارية ذات عمر طويل،" علينا أن نرى ما إذا كان تعزيز إنتاج مثل هذه الخلايا لا يمكن أن يتحقق في ظل ظروف طبيعية. تحليل فيسكر بطاريات الحالة الصلبة فائقة الأداء لتحقيق المسار، نسأل خلص الخبراء أنه إذا البوليمر بالطبع بالكهرباء الصلبة، هذه التهمة بسرعة سرعة المرجح أن تنشأ في ظل ظروف معملية خاصة (تهمة درجة الحرارة) اختبار قطع الأساس. "وعلى الرغم من الحديث عن الاستغلال التجاري للتكنولوجيا،" البلطجة، عندما نركز على اختراقات تكنولوجيا المواد، قد ترغب أيضا أن ننظر إلى التقدم في تكنولوجيا الإنتاج ومعدات الإنتاج وما البطاريات الحالة الصلبة.

"الصلبة" في نهاية المطاف هو ما مفهوم؟

وكما يوحي اسمها، وشكل مادي بالكهرباء هو السائل في درجة حرارة الغرفة، وجود سيولة معينة، ما يسمى بالكهرباء الصلبة هو استبدال لهذا السائل (أو الغروية) إلى تشتت بالكهرباء الصلبة.

مقارنة بالكهرباء وجود خصائص سيولتها المنحل بالكهرباء الصلبة واضح:

آمنة للغاية - الصلبة بالكهرباء غير قابلة للاشتعال، غير قابلة للتآكل، غير متغير، وليس هناك مشاكل التسرب، للتغلب على التشعبات الليثيوم، وبالتالي، كل الحالة الصلبة البطارية وسلامة عالية جدا.

تعزيز كثافة الطاقة - المنحل بالكهرباء الصلبة عموما نافذة أوسع الكهروكيميائية من بالكهرباء العضوية، ويؤدي إلى زيادة تعزيز كثافة الطاقة من البطارية؛ بالكهرباء الصلبة يمكن أن تمنع نمو التشعبات الليثيوم، وتطبيق نظام مادية تتراوح بشكل كبير، وجود طاقة أعلى كثافة الجديدة تكنولوجيا الفضاء ليثيوم أيون للمؤسسة.

توربو الداعم هو كيف نفعل؟

فيسكر إلى نظرة على بطارية الحالة الصلبة من براءات الاختراع، والشائعات "اتهمت دقيقة واحدة 800km التحمل" حجة عامة جدا، وليس هناك شروط تشغيل المركبات واضحة ومحددة. نسأل خلص الخبراء أنه إذا البوليمر بالطبع بالكهرباء الصلبة، هذه التهمة بسرعة سرعة المرجح أن تنشأ على أساس عينة الاختبار في ظروف معملية خاصة (تهمة ارتفاع درجة الحرارة) هو.

ووفقا لبيان ذكرت سابقا، على براءة اختراع فيسكر استخدام ما يسمى بالكهرباء "ثلاثي الأبعاد الصلبة"، وهو ما يتسق جدا مع خصائص بالكهرباء صلبة غير العضوية. ورغم أن بعض بالكهرباء صلبة غير العضوية (مثل مكافحة مقرها perovskite أيون كتلة موصل جيد للكهرباء من أيونات الليثيوم) بالمقارنة مع يمكن الموصلية الأيونية في درجة حرارة الغرفة أعدت بالكهرباء السائل، ولكن التغيير في حجم (والذي هو السبب في كثير من العينة هي بطاريات الحالة الصلبة مصنوعة من بطارية لينة حزمة مغلفة)، والمقاومة واجهة نقل المسؤول، والمرونة، وهناك العديد من المشاكل والاستقرار الفقراء دورة وما شابه ذلك.

وتتوقع فيسكر الصلبة التكنولوجيا القطب دولتهم يمكن استخدامها في السيارات الكهربائية في عام 2023، فإن الشركة مع معظم نقطة ذات الصلة في الوقت المناسب للبطارية يصلح جدا، من منظور عالمي ومن المتوقع أن تكون قادرة على تحقيق بطاريات الحالة الصلبة بكميات صغيرة حوالي عام 2020، حجم الإنتاج. من المتوقع أن يحقق اختراقا في بطاريات الحالة الصلبة في 2026 ومن ثم الإنتاج الضخم المطالبات BMW، تويوتا أيضا قد وضعت بالكامل بطاريات الحالة الصلبة، وضعت في كثافة الطاقة من 400 واط / كغم من نموذج بطارية، على وشك تحقيق التطبيق التجاري في عام 2020، 2025 يمكن الحصول على تحسينات كبيرة.

التكنولوجيا ليست ناضجة بعد

مشتركة بطارية ليثيوم أيون السوق، منذ بالكهرباء هو نظام العضوية المذيبات، إيجابية البطارية والقطب السالب مفصولة حاجة فاصل لمنع الاتصال ماس كهربائى مع القطبين، والبطارية فاصل الحالة الصلبة غير مطلوب. ويبدو أن الحد من عملية الإنتاج، ولكن في الواقع بطاريات الحالة الصلبة تواجه المزيد من المشاكل.

وأشار يو، المدير العام لبكين وي سيرسخ الأزرق الطاقة الجديدة والتكنولوجيا المحدودة، إلى أن المواد البطارية بالكهرباء الحالة الصلبة هي الصلبة، والعملية هي موصل نقطة اتصال، وبالتالي فإن بطارية عملية التصنيع إلى أن تحل على أساس كبيرة واجهة مقاومة، وسوء الاستقرار واجهة، وتغير التوتر السطحي تسبب مشاكل، إضافة إلى التوسع الصلبة حجم بالكهرباء والانكماش أثناء الشحن والتفريغ، مما أدى إلى سهولة انفصال واجهة، في هذه المرحلة من حيث التكنولوجيا، هناك مساحة واسعة للتحسين.

لاستيعاب بالكهرباء صلبة مختلفة، والليثيوم فوسفات الحديد والمواد المشتركة الكاثود ليثيوم NMC ثلاثة يوان، ومواد الأنود الجرافيت قد لا تكون مناسبة تماما لالمنحل بالكهرباء الصلبة والأقطاب بحاجة إلى تصميم وبناء المباراة بالكهرباء الصلبة، ومناسبة للبحث والتطوير بطارية ليثيوم أيون في النظام الجديد بالكهرباء الصلبة.

من الناحية النظرية وضعت مرة إلى الأمام، بطاريات الحالة الصلبة ليست مفهوما جديدا، ولكن على مر السنين، التقدم في R & D لم أتخيل بسرعة. حتى في تكلفة ويمكن تخفيض، وبطارية يمكن أن يستغرق وقتا طويلا من المختبر إلى الإنتاج النهائي. تكنولوجيا البطاريات الحالة الصلبة الأساسية في العديد من اليابان وكوريا الجنوبية والولايات المتحدة ودول أوروبا هي في مرحلة خلية العينة صغيرة الحجم، وعمليات الإنتاج الناضجة، لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه بطاريات الحالة الصلبة من التطبيقات التجارية.

في الوقت الحاضر، وكيفية إعداد الاستقرار جيدة، وارتفاع الموصلية المواد بالكهرباء مهمة جدا، واستخدام إعداد البطارية بالكهرباء الصلبة يمكن أن تحل جميع الحالة الصلبة بطارية ليثيوم أيون الحالية مشكلة أمنية في الأساس. من أجل تحقيق التطبيق العملي بالكهرباء الصلبة، ومفتاح لجعله تلبية الأداء في المجالات التالية:

1، والموصلية الأيونية في درجة حرارة الغرفة ينبغي أن تصل 10-3S / سم أو أعلى؛

2، وبعد الكهروكيميائية جيدة والاستقرار الكيميائية؛

3، بين الأقطاب وحسن التوافق.

4، وبنية مسامية وارتفاع معدل امتصاص السائل.

5، لديها استطالة جيدة وقوة ميكانيكية.

كما بطارية سائلة ليثيوم أيون، في 1970s، والمفاهيم ذات الصلة، والتجارب في يده شهادة إلى جنب إلى مقدما، ولكن الحقيقي استخدام على نطاق واسع، هو بالفعل في القرن 20.

خاتمة

واتجاه مستقبل تطور تكنولوجيا البطاريات، يمكننا أن نفعل الآن لبطارية الحالة الصلبة موجز بسيط:

1، والكهارل الصلبة من الحل كهربائيا بالمقارنة مع بطاريات ليثيوم أيون مشترك اليوم، هو التخريب من الناحية التقنية، الحاجة إلى تصميم وبناء بالكهرباء الصلبة والقطب لتتناسب مع البحث والتطوير بالكهرباء الحالة الصلبة للبطاريات ليثيوم أيون النظام الجديد .

2، والحاجة إلى عملية الإنتاج الضخم تحسنت كثيرا بطارية الحالة الصلبة، خلايا الطاقة بعد آلات حقن كانت جدا تنضج، وعملية بالكهرباء بالإضافة الصلبة ليست بعد تشكيلها بالكامل، وإنتاج معدات غير ناضجة.

3، في ظل ظروف طبيعية الاستخدام، تحديا رئيسيا يتمثل في إصدار غير العضوية الصلبة التغييرات حجم بالكهرباء، والمقاومة واجهة نقل المسؤول والمرونة والاستقرار الفقراء دورة ومثل؛ المنحل بالكهرباء البوليمر الصلب يتغلب على هذه القيود حين بالكهرباء صلبة غير العضوية ( لديها مرونة جيدة ويمكن جلبها إلى اتصال وثيق مع القطب)، ولكن نافذة صغيرة وهو electrochemically مستقرة، والموصلية أيون (درجة حرارة الغرفة) الفرق.

مصدر: أولا وقبل الشبكة الكهربائية: ليو جين