全固体電池は本当に全電気自動車の大規模な商品化を可能にするのでしょうか？

環境汚染に直面して、石油資源はゆっくりと枯渇しました。新しいエネルギーが必要です。電気自動車は燃料車よりも比較的環境にやさしいですが、貯蔵や充電の面で人々のニーズを満たすことはできません。今、私たちは電気自動車の充電を速くし、より少ない量でより多くの電気を蓄えるための新しい材料を必要としています。

全固体電池はタイトルの王冠です：「」の代わりに、「次世代リチウムイオン電池リチウムイオン電池技術」、「最善の方法」...要点は、液体リチウムの既存のシステムです-イオン電池のエネルギー密度の限界は350〜500 Wh / kgであり、将来は国の技術目標を達成することは困難であり、全固体電池のエネルギー密度は800〜900 Wh / kgに達する可能性があります。

充電時間と放電時間が長いことと相まって、充電時間は短い機能です。全固体電池は電気自動車の範囲を大幅に拡大し、新エネルギー車と従来の自動車市場の競争をさらに強化しています。それだけでなく、電解質とダイヤフラムのリチウムイオン電池に固体電解質を使用することで、新エネルギーの自動車事故のリスクも軽減されます。

中国科学院物理学研究所の研究者を紹介します。すでに商品化されている大容量の全固体電池は、メインまたはポリマーの全固体電池、つまりポリエチレンエチル固体電解質です。カナダのケベックにある水力発電の医学研究所によると、金属リチウム電池は、3番目のcループの条件下で、厚さ46ミクロン、厚さ30ミクロンのポリマー電解質、厚さ30ミクロンのリン酸鉄リチウムアノードを1000回使用できます。使用温度60℃、85℃、バッテリーパックには保温機能が必要です。外国の捕食者は2017年までの商用化スケジュールを密にリリースし、国内外の企業は全固体電池の商用レイアウトを加速します。つまり、2018年には、この分野に参入する企業が増え、より明確なスケジュールの商品化プロセスが実現するでしょう。

今年9月のフランクフルトモーターショーで、フォルクスワーゲンは大規模な電気自動車開発プロジェクト「RoadmapE」を発表しました。2030年までにすべてのVWモデルに電気バージョンが搭載され、最大700億ユーロの投資が行われ、そのうち500億ユーロがパワーバッテリーに投資されます。 。同時に、フォルクスワーゲンのマレンCEOは、次のように述べています。「次世代のパワーバッテリーを計画しました。1000キロメートルを超える全固体電池です。」

1か月後、東京で開催されたトヨタモーターショーは、2022年から2020年までの全固体電池製品スケジュールの前倒しの開始を発表しました。トヨタの全固体電池担当副社長によると、エネルギー密度は300 Wh / kg、さらには600Wh / kg。 400 Wh / kgの場合、60 KWHの全固体電池の場合は10〜15分です。

バッテリーの性能が大幅に向上するたびに、大きな変化は本質的にバッテリーの材料システムです。電池材料システムの種類ごとにエネルギー密度の限界があるからです。

第一世代のニッケル水素電池とマンガン酸リチウム電池から、第二世代のリン酸鉄リチウム電池が広く使用され、第三世代の三元電池では2020年頃まで続くと予想され、エネルギー密度とコストはそれぞれ明らかな上昇傾向を示していますと落下。したがって、2025年頃の電気自動車の人気という目標を実現するために選択された次世代のパワーバッテリーシステムは非常に重要です。

現在のバッテリー、120のリン酸鉄リチウムモノマーのエネルギー密度-約140 Wh / kg、3成分モノマーのバッテリーエネルギー密度のスケールは130-130 Wh / kgに達する可能性があり、ラボのバッテリーは3元で300 Wh /に達する可能性がありますkg。

しかし、既存のシステムアーキテクチャと主要なカソード材料の影響を受けて、リチウムイオン電池のエネルギー密度の既存のシステムは、基本的に300 Wh / kgを突破することは困難であり、将来のパワーバッテリーのニーズを満たすことは困難です。 2025年に400wh / kgのモノマー電池のエネルギー密度、2030年には500 Wh / kgのレベルに到達したい、新しい電池技術の研究開発と工業化が差し迫っています。これは、現在2倍になる電気自動車の範囲を意味します。

現在の市販のリチウムイオン電池、主な問題は液体/ゲル電解質の使用であり、電位窓は限られており、リチウム金属アノードとの互換性が難しく、エネルギー密度がボトルネックになるような高電圧アノード材料の新しい研究開発が行われています。また、セキュリティレベルでは、このアーキテクチャによって短絡スパークが発生し、イオン濃度によってバッテリーの内部抵抗、電極材料の消費量などが増加します。

また、全固体電池は、高いイオン伝導性と機械的強度、広い電気化学的安定性ウィンドウと動作温度範囲を備えているため、高エネルギー密度、高電力密度、および高セキュリティを実現できます。

有機電解質よりも固体電解質は、広い電位窓を持ち、バッテリー電圧範囲をさらに広げるのに役立ちます。また、濃度分極がなく、高電流条件で動作できるため、バッテリーのエネルギー密度が向上します。そして、固体電解質は不燃性、非腐食性、非揮発性であり、漏れの問題はなく、分離されたダイアフラムは負であり、リチウムデンドライトの成長を防ぎ、基本的にバッテリーの短絡現象を回避し、より負の材料を使用できます。

さらに、電気自動車に統合すると、全固体電池もコンパクトな構造になり、サイズが調整可能で、弾力性の特性があり、車両統合用に設計されています。

現在、ポリマー固体電解質材料は硫化物と酸化物に分けることができる可能性がありますが、異なる材料と異なる順列および化学的性能の違いの組み合わせは非常に大きく、いくつかの高速充電といくつかの高いエネルギー密度、強度、そして短い、すべての問題を解決するための資料を作成するのは難しいです。

同時に、安定していない化学的性質や不完全な実在などの調製技術の問題も、全固体電池にまだ長い道のりを残しています。

全固体電池の工業化の実現は、基本的に、材料技術のレベルの飛躍的進歩に依存しています。これは、他の種類の電池よりもはるかに多くの全固体電池に関する現在の特許です。全固体電池の高エネルギー密度工業化への応用には、5年から10年かかると予想されています。 2020年の先進企業の一部である全固体電池の小ロット生産と非常に大規模な生産は2025年頃になると予想されています。

科学技術の発展、人間の進歩において、研究機関や企業がより実用的でよりポピュリストな価格の製品を開発することを望んでいます。私たちの世界をより良い場所にしてください。

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