全固体リチウム電池の利点の分析

近年、多くの自動車メーカーが全固体電池をベースにした電気自動車を製造する計画を明らかにしています。たとえば、「フィスカーは最大寿命800km、充電時間1分の固体リチウム電池の特許を申請した」、「フォルクスワーゲンは1000kmの全固体電池の開発を計画している」などのニュースが一般的です。全固体電池の電力はどれくらいですか？実用化からどれくらい離れていますか？全固体電池の現状と展望について、より具体的に話しましょう。

全固体電池の利点は何ですか

現在、パワーセルをめぐる世界的な競争はますます激しくなっています。今回の競争では中国企業が市場規模の優位性を占めてきたが、欧米、日本、韓国などの企業はすでに次の段階への準備を進めており、強力な競争相手となる可能性がある。多くの専門家は、全固体電池の開発に注意を払うべきであるという提案を求めました。全固体電池はまだ実験段階ですが、工業化までにはまだ一定の期間があります。しかし、将来の開発の圧倒的な高さをつかむために、企業は全固体電池を迅速に開発し、事前に全固体電池の市場需要または生産を促進してきました。

「MadeinChina 2025」で設定された技術目標によると、リチウム電池のエネルギー密度は、2020年に300 Wh / kg、2025年に400 Wh / kg、2030年に500 Wh / kgに達します。ニッケル三元+シリカ負極材料の場合、既存のリチウム電池のエネルギー密度は300 W / kgを超えることは困難です。固体リチウム電池のエネルギー密度は、従来のリチウム電池の約2.5〜3倍であり、電池の破裂や高温などの潜在的な燃焼の危険性を排除します。

全固体リチウム電池は非常に高い安全性を備えています。その固体電解質は、不燃性、非腐食性、不揮発性、および漏れ性です。同時に、リチウムデンドライトの現象も克服します。フルソリッドリチウム電池を搭載した車の自己発火確率は大幅に低下します。

電解質材料は、全固体リチウム電池技術の中核です。現在、固体電解質の研究は、主にポリマー、酸化物、硫化物の3つの主要なタイプの材料に集中しています。このポリマーは優れた高温性能を持ち、商品化されています。酸化物サイクルは優れた性能を持ち、薄膜の柔軟な構造に適しています。硫化物は最も高い導電率を持ち、将来の主な方向性です。

全固体電池には多くの利点があるので、それらを宣伝してみませんか？これは、固体電解質は抵抗が高く、電力密度の面で解決すべき問題がまだいくつかあるためです。固体電解質と正極および負極材料から始める必要があります。導電率、バッテリーの倍増、バッテリーの製造効率、コスト管理には多くの課題があります。これらの問題が効果的に解決されれば、新しいバッテリー革命が確実に開始されるでしょう。

全固体電池の全体的な開発において、電解質は、液体、半固体、固体から固体、そして最終的には固体への経路をたどる可能性があります。著者は、2020年までに300 Wh / Kgを達成するために高ニッケル正極+準固体電解質+シリコンカーボン負極を使用し、リチウムリッチ正極+全固体電解質+シリコン-リチウム金属ネガを使用すると考えています。バッテリーは2025年までに400Wh / Kgを達成し、燃料/リチウム/空気電池は2030年までに500 W / Kgを達成しました。

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