急速充電および全固体電池の開発の簡単な説明

広州汽車は、パワーバッテリー分野への参入を正式に発表した。

このニュースは、小さいことは小さくない、大きいことはそれほど大きくない、ということです。駆動力のバッテリーパックはすでに一般的な傾向であるため、結局のところ、バッテリーパッケージの設計技術はなく、研究開発について話す方法はありません。

短期的に大規模に適用することはほとんど不可能である新しいリチウム電気技術と比較して、パワーセル構造の設計の改善はより実用的な利点があります。ご存知のように、モノマーからバッテリーシステムまでは、国内の新エネルギー産業の弱点です。

しかし、長期的には、バッテリーシステムの革新を通じて電気自動車の性能を向上させることは、競争力を向上させるための基本的な方法です。現在のバッテリーシステムの開発は、主に2つのクロックに分けられます。1つは、全固体電池と高ニッケル三元電池に代表される高比エネルギーの方向です。もう1つは、急速充電で表される高倍率の方向です。

エネルギー密度の向上は、常に国内外の研究の焦点となっています。高出力の方向は、主に高出力で急速充電のバッテリーに反映されます。ハイブリッドカーや一部のサブセクターで人気があります。昨年世界に衝撃を与えたイスラエルの5分のフラッシュブラックテクノロジーは、この方向性の典型です。さらに、日本の東芝もこの分野で非常に有名であり、中国はマイクロマクロパワーによって率いられています。

「耐久性が足りない、急速充電」ある程度は消費者のマイレージ不安を大幅に和らげることができますが、グリッドへの負荷が大きいため、業界から批判されています。しかし、最近、日本の東芝とポルシェは急速充電分野でブレークスルーを達成しました。これは急速充電分野への道を示すかもしれません。

今週のリチウム業界の新技術とイベントを見てみましょう。

1、東芝新世代SCiBカーバッテリー充電6分継続320km

数日前、東芝は、高エネルギー密度と急速充電の利点を備えた、SCiB車両用の新世代リチウムイオン電池の開発に成功したことを正式に発表しました。東芝の公式測定データ（日本JC08規格）によると、この新しいタイプのリチウムイオン電池は、6分間の充電に達し、従来のリチウムイオン電池の3倍である320キロメートルを移動することができます。

東芝の公式サイトは、2008年にスーパーチャージドバッテリー（SCiB）を発売したと発表した。チタン酸リチウムを負極として使用し、最大15,000倍の寿命で急速充電・放電が可能。マイナス30℃の環境でも使用できます。

東芝は、技術的な研究開発を通じて、これに基づいて負極材料として酸化チタンニオブを使用したリチウムイオン電池を開発しました。そのリチウムイオン貯蔵容量は、負極材料リチウム電池のグラファイトの2倍です。同時に、東芝は、わずか111mm X 194mm X 14.5mmの新しいリチウム電池50Ahのサンプルも展示しました。充電は6分で電気の90％に達すると報告されており、従来の電気自動車のリチウム電池は、急速に充電しても30分で80％しか充電できません。

新世代のリチウム電池は、5,000回の充放電後も電池容量の90％以上を維持でき、損失率は極めて低いと報告されています。また、マイナス10℃の低温でも迅速な充填が可能です。東芝は、新しいチタン酸ニオブ酸化物アノードと新世代のSCiBバッテリーは破壊的な進歩であり、電気自動車の寿命と性能に大きな影響を与えると予想されていると述べました。新世代のSCiBバッテリーは2019年に商用化される予定であると報告されています。

コメント：実際、全固体電池の熱が上がる前は、急速充電技術が常に企業の研究の焦点でしたが、エネルギー密度、サイクル寿命、およびを考慮することが難しいため、実用的な進歩は達成されていません。急速充電を前提とした安全性。中国の急速充電の分野で際立っているのは、マイクロマクロパワーです。パフォーマンスは比較的包括的ですが、それでも消費者に受け入れられるにはまだ長い道のりです。しかし、全固体電池に代表される次世代のエネルギー型リチウム電池は、工業化のレベルに達していない。将来、誰が市場で優位に立つかはまだわかりません。著者は、急速充電バッテリーがハイブリッドモデルやその他の特別な細分化領域に適していると個人的に信じています。

2、燃料電池の寿命を延ばす技術

固体酸化物燃料電池の性能を決定する中心的な要因は、酸素還元反応が発生するカソードであり、通常、カソードにペロブスカイト構造（ABO3）を持つ酸化物を使用します。ただし、チタン酸カルシウムは初期運転では高い性能を発揮しますが、時間の経過とともに性能が低下し、長期間の使用が制限されます。特に、カソード動作に必要な高温酸化状態の条件は、表面偏析を引き起こし、酸化ストロンチウム（SrOx）などの第2相が酸化物表面に蓄積し、電極性能が低下します。

計算化学と実験データを使用して、材料科学工学部のWooChulu Jung教授のチームは、ペロブスカイト電極格子のSr原子の周りの局所的な圧縮状態がSr-O結合の強度を低下させ、それによって分離を促進することを観察しました。ストロンチウムの。チームは、チタン酸カルシウムのひずみ分布の局所的な変動がストロンチウム表面分離の主な原因であることを発見しました。これらの発見に基づいて、チームは酸化物にさまざまなサイズの金属を追加して、カソード材料の格子ひずみを制御し、ストロンチウムの偏析を効果的に抑制しました。

WooChulu Jung教授は、「この技術は、追加のプロセスを必要とせずに、材料合成プロセスに少量の金属原子を追加することで実現できます。この技術が、高耐久性のチタン酸カルシウム電極の開発に効果的であることを願っています。」

コメント：燃料電池の寿命は実際には非常に複雑です。現在の最大の問題は、自動車の運転状況にあります。開始と停止、加速、減速によって引き起こされる電流の変化は、膜電極の減衰にとって深刻です。これが、バッテリーが燃料電池への電流変化の影響を運び、減らすことができるため、燃料電池車が現在ハイブリッド電源システムアセンブリを使用している理由です。したがって、寿命を延ばすための燃料電池自体の実験的研究から、金の含有量は高くないか、実際の利益は非常に小さいです。

3、超急速充電ミッション充電電圧は800Vに達することができます

ポルシェは、MissionEが800Vの高圧超高速充電システムを使用すると述べた。より一般的な400V充電システムと比較して、理論的には充電時間を2倍に短縮でき、MissionEは20分間充電し、400kmを移動できます。南京から上海まで車で十分です。従来の給油方法と比較して、20分は受け入れられません。スマートフォンの高電圧急速充電と低電圧急速充電には2つの主要なソリューションがあり、ケーブルの伝送容量に対する低電圧急速充電の要件が高いため、実際には電気自動車でも同様です。それで、ポルシェはついに高圧高速充電を選びました。

ポルシェミッションは、一部の車両電子制御システムの電圧を48Vに上げました。これにより、関連するコンポーネントにより多くの電力を供給できるようになり、パフォーマンスが向上しました。同様の慣行が以前にベントレーベンテイガに登場しました。他の車両支援システムに関しては、標準の12Vに維持されます。

コメント：実際、急速充電にはいくつかのボトルネックがあります。最初はバッテリー自体の急速充電技術であり、次に高電力充電パイルが続きます。しかし、これら2つの点は効果的に解決されていません。ポルシェが導入した800vの急速充電は、現状では大規模に使用することはできません。それはもっとデモンストレーションです。しかし、少なくともポルシェの高度な技術は、将来の急速充電の実現可能性を証明しています。

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