全固体電池の現状の分析：風が形成されました。

バッテリーのアップグレードは、新エネルギー自動車業界にとって明らかに重要です。バッテリーは、市場で最も重要なコストの観点からのみ、総車両コストの半分を占めています。新エネルギー車の他の部品やコンポーネントの技術は成熟しています。大幅なコスト削減はほぼ不可能です。市場での優位性を得るために価格を下げたい場合は、バッテリーの方法を見つける必要があります。新エネルギー車をマスターしたのは誰ですか。

全固体電池は画期的な選択肢になります

新エネルギー自動車産業におけるバッテリーのアップグレードの重要性は自明であり、バッテリーは車両全体のコストの半分を占めていますが、最もコストのかかる市場の観点からのみです。新エネルギー車の他の部品やコンポーネントは成熟しています。それに応じてコストを削減することはほとんど不可能です。市場での優位性を得るために価格を下げたい場合は、バッテリーの方法を見つける必要があります。誰がバッテリーをマスターしたかを言うことができます。誰が新エネルギー車をマスターするのか。多くの電池技術の開発において、全固体電池は次のベントと見なされており、多くの企業が画期的な成果を達成することを期待して研究開発に投資してきました。

少し前まで、財務省、科学技術省、工業情報化部、開発改革委員会が共同で、新エネルギー車の促進と適用のための財政補助政策の調整に関する通知を発行しました。これは、パワーバッテリーシステムの品質を向上させるためのパワーバッテリー補助金を明確に規定しました。エネルギー密度の要件は90wh / kg以上であり、120 wh / kgを超えると1.1倍の助成を受けます。

四省・委員会が発行した「電力電池産業開発行動計画」では、2020年までにリチウムイオン電池セルが300wh / kgに達することは明らかであり、これは電力電池にとって容易ではない。全固体電池技術は、数少ない有望なソリューションの1つになる可能性があります。

全固体電池の長所と短所の分析

全固体電池の長所と短所について言及している多くの記事が前面にあります。ここで簡単に説明します。

利点：

1.高いセキュリティパフォーマンス。安全性が最も重要であり、全固体電池だけでも大きな利点があります。では、なぜ全固体電池の安全性が高いのでしょうか。液体電解液が短絡しているため、温度が上昇し、電解液が発火して爆発します。ただし、固体電解質は不燃性、非腐食性、不揮発性であり、漏れの問題はありません。

2.高いエネルギー密度。エネルギー密度が高いのは、主に、固体電解質は一般に小さなフレームのように広い電位窓を持っているため、より多くの高電圧カソード材料を取り付けることができるためです。さらに、全固体電池は小型で安定しているため、電池管理が簡素化され、エネルギー密度が大幅に向上します。

3.比較的軽いです。従来のリチウムイオン電池では、ダイヤフラムと電解質が合計で電池の体積の40％近く、質量の25％になりますが、固体電解質を使用すると、体積と質量が自然に減少します。

4.サイクル性能が強い。固体電解質は、液体電解質の充電および放電プロセス中に形成される固体電解質界面膜の問題とリチウムデンドライト現象を解決し、リチウム電池のサイクルと寿命を大幅に改善します。

短所：

1.インターフェースインピーダンスが大きすぎます。固体電解質と電極材料との界面は固体-固体状態であるため、電極と電解質との間の効果的な接触は弱く、固体中のイオンの輸送速度は低い。

2.急速充電はより困難です。バッテリーのインピーダンス、導電率、その他の問題は、内部抵抗が大きく、充電を妨げることを示しています。また、内部抵抗が大きいため、充電プロセス中にエネルギー損失が発生します。エネルギー浪費のこの部分は無視できません。

3.原価が高い。コストは商品化を妨げる最大の要因です。利益がなければ市場はありません。全固体電池の準備プロセスは十分に成熟しておらず、電池使用量のデータ収集は包括的ではありません。全固体電池の電解質製造においてのみ、固体-固体界面最適化の2つのコア問題の技術的未熟さは、固体電池のコストを高くするのに十分です。

全固体電池の研究の進歩

少し前に、記者は青島科学技術局から、中国科学院の青島エネルギープロセス技術研究所に基づく青島太陽エネルギーおよびエネルギー貯蔵技術の主要研究所が革新的に「剛性と柔軟性のある」高分子電解質。複合電解質材料システムは、優れた総合性能を備えた一連の固体高分子電解質システムを準備するために準備され、高分子電解質の特性のバランスが取れないという問題を効果的に解決し、新しい固体電解質キー材料システムを開発しました。研究所が開発した固体リチウム電池は、国立深海基地管理センターの8,000メートルと11,000メートルの圧力室の第三者試験に合格したと報告されています。

中国科学院化学研究所の分子ナノ構造およびナノテクノロジー研究所の主要研究所の研究者である郭玉夫は、リチウム金属アノード、固体電解質、および全固体電池の研究を進歩させました。研究者らは、金属リチウムの表面に高いヤング率と高速リチウムイオン輸送能力を備えたリン酸リチウム固体電解質界面膜をうまく形成し、リチウム金属と電解質を効果的に低減するためのその場処理技術を提案および開発しました。この反応は、リチウムデンドライトの成長を抑制し、金属リチウム/電解質界面の均一な制御を実現し、炭素球の表面での金属リチウムデンドライトの成長を効果的に制御し、アノードの条件下でリチウムの利用を大幅に改善します。容量はわずか5％超過です。バッテリーは長期間安定して循環することができます。

2017年8月、日本の日立製作所の研究者は、全固体電池技術が開発されたと発表しました。日立は、非公開の日本の電池メーカーと協力して、細部の一部を改良し、2020年までに全固体電池を市場に投入しています。

2017年6月、トヨタから米国に提出された20170179545番の全固体電池特許出願が公開されました。研究によると、全固体電池は硫化固体電解質と電極活物質で構成されており、電解質材料の組成にはリチウム、リン、硫黄、ヨウ素などの4つの元素が含まれています。正極材料はリン酸エステルを含む。正極材料中のリン酸塩の重量比は１から３０％の範囲である。正極材料にリン酸エステルを添加することにより、固体リチウム電池の熱安定性が向上します。トヨタは7月、2022年に全固体電池を搭載した電気自動車の販売を開始すると発表した。

NingdeTimesのR＆DマネージャーであるGuo Yongsheng氏は、寧徳時代はパワーバッテリーの次世代技術を積極的に展開しており、固体リチウム電池の研究開発にさらに投資し、固体リチウム電池の製造プロセスも開発していると述べました。状態電池。

全固体電池の時代が到来しました

全固体電池は本当に新しいものではありません。トヨタは早くも2010年に、全固体電池の分野を静かに模索してきました。しかし、2016年12月に米国特許庁に提出された全固体電池の特許が最終的に承認されるまでは改善されておらず、大ヒットとなり、主要ページの見出しを獲得しました。中国工程院の学者ChenLiquanも、全固体電池がまだ配備されていないと、開発の機会を逃してしまうと述べました。

北京理工大学の電気自動車の国立工学研究所のメンバーであり、中国電気技術協会の電気自動車委員会のメンバーであるSun Liqing博士は、固体電解質電池が次の出口であり、新しい将来のエネルギー電池。

MITのポスドク研究員であるWangYanと、材料および工学の教授であるGebulande・saidaerによると、固体電解質は「真のゲームチェンジャー」になり、完璧なバッテリー、つまり固体電解質バッテリーを作成し、直面する問題のほとんどを解決します。リチウムイオン電池。電池の寿命、安全性、コストのバランスが最適です。

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