Baterai bertenaga untuk menyegarkan industri kendaraan listrik?

Nikkei Shimbun Jepang melaporkan pada tanggal 9 Desember bahwa Toyota sedang mengembangkan baterai solid state, yang dapat berjalan sejauh 500 kilometer setelah diisi, dan membutuhkan waktu 10 menit untuk terisi penuh, setidaknya dua pertiga lebih sedikit dibandingkan kendaraan listrik tradisional. Toyota diperkirakan akan menjadi produsen kendaraan baterai solid state pertama di dunia yang memproduksi massal, dan akan meluncurkan kendaraan prototipe tahun depan.

Selain berita Toyota, QuantumScape, perusahaan yang diinvestasikan bersama oleh Volkswagen dan Bill Gates, juga merilis teknologi baterai solid state baru, yang dapat mengisi daya 80% dalam 15 menit, meningkatkan kepadatan energi sebesar 50%, dan tahan terhadap jangkauan yang lebih luas. suhu, serendah - 30 ℃. Volkswagen mengatakan tujuannya adalah memiliki lini produksi baterai baru pada tahun 2025.

Jadi, apa perbedaan antara baterai solid state dan baterai tradisional?

Baterai lithium tradisional: terdiri dari elektroda positif, diafragma dan elektroda negatif, dan kemudian diisi dengan elektrolit.

Baterai solid state: Baterai lithium menggunakan elektrolit padat, dan bahan elektrolit sangat menentukan kinerja baterai lithium solid state.

Perbedaan utama antara keduanya adalah elektrolit dalam baterai solid-state berbentuk padat, yang berarti media migrasi ion litium antara elektroda positif dan negatif berubah dari cair menjadi padat. Dengan peningkatan berkelanjutan pada bahan katoda, elektrolit padat dapat membuat koordinasi yang lebih baik, sehingga kondusif untuk meningkatkan kepadatan energi sistem baterai.

Keuntungan dari baterai solid state.

Karena penggunaan elektrolit padat, dibandingkan dengan baterai litium tradisional, baterai padat memiliki karakteristik tidak terbakar, tahan suhu tinggi, tidak korosi, tidak mudah menguap, risiko kebakaran rendah, dan kepadatan energi tinggi.

Industrialisasi baterai solid state.

Baterai solid state dianggap sebagai solusi terakhir atas kekhawatiran akan kepadatan energi dan daya tahan baterai. Baterai solid state memiliki banyak keunggulan, namun belum banyak digunakan karena biayanya yang mahal dan kapasitas produksinya yang rendah.

Komersialisasi baterai solid state mungkin tidak secepat yang diperkirakan orang. Pada tahun 2019, Ningde Times mengatakan bahwa mereka berkomitmen untuk mengembangkan semua baterai solid state dan telah menghasilkan sampel, tetapi akan membutuhkan waktu 10 tahun untuk dapat dikomersialkan sepenuhnya, yang berarti baterai tersebut masih jauh dari produksi skala besar.

Jadwal penerapan baterai solid state dapat diprediksi.

-2021 akan menjadi masa inkubasi pasar baterai solid-state. Perencanaan produk serta penelitian dan pengembangan yang relevan akan dilakukan, dan pasar akan tetap didominasi oleh baterai ternary.

-Mulai tahun 2021-2025, baterai solid state akan memasuki tahap awal penerapan, dengan kepadatan energi baterai mencapai 300-500Wh/kg, dan sejumlah kecil kendaraan listrik kelas atas akan dilengkapi dengan baterai solid state.

-Dari tahun 2025 hingga 2030 atau bahkan lebih lama lagi, pasar akan benar-benar matang, kepadatan energi baterai solid-state akan melebihi 500Wh/kg, dan produksi skala besar akan menjadi sangat populer.

Secara umum, semua baterai solid state, terutama untuk aplikasi arus tinggi seperti mobil, masih jauh dari skala industrialisasi dan memerlukan peningkatan lebih lanjut serta pengendalian biaya.

Mengapa sebagian orang mengatakan produksi massal akan segera terjadi, sementara yang lain mengatakan akan memakan waktu 10 tahun?

Seperti yang Anda duga, "baterai solid state" yang saat ini diiklankan untuk produksi massal tidak semuanya baterai solid state, melainkan baterai semi-solid state.

Baterai semi padat biasanya memiliki elektrolit padat pada satu elektroda dan elektrolit cair pada elektroda lainnya. Banyak orang bereksperimen dengan baterai semi-padat untuk penggunaan komersial cepat. Misalnya, Toyota telah menetapkan tujuan untuk mengembangkan semua baterai padat untuk trem, namun secara bertahap akan memulai dengan baterai "semi-padat".

Ketika Ning De mengatakan bahwa dibutuhkan waktu 10 tahun untuk produksi skala besar, yang dia maksud adalah semua baterai solid state, dan itulah tujuannya.

Akankah baterai solid-state Toyota dan QuantumScape menjadi ancaman bagi startup?

Dari perspektif pengembangan baterai solid state.

Inovasi teknologi baterai di negara-negara Eropa dan Amerika sebagian besar dipimpin oleh startup. Karena perusahaan kecil bertanggung jawab atas inovasi di negara-negara Eropa dan Amerika, dan perusahaan besar menyelesaikan masalah inovasi melalui merger dan akuisisi, maka tidak perlu melakukan eksplorasi secara ekstensif.

Jepang didominasi oleh perusahaan mobil dan mesin tradisional, karena perusahaan tradisional Jepang sangat berwawasan ke depan dan ingin mencoba teknologi baru.

Tiongkok relatif terlambat memasuki bidang baterai solid state. Namun, kami yakin baterai solid state tidak semenarik yang digambarkan media. Sekalipun ada jeda 1-2 tahun dalam penelitian dan pengembangan, itu tidak cukup untuk menjungkirbalikkan posisi perusahaan baterai utama.

Pertama, ketika baterai litium menjadi arus utama, baterai akan berkembang pesat. Versi cair saat ini, atau, akan terus ditingkatkan, terutama jika Anda mendapatkan peningkatan 30% setiap tahun, 5 tahun, 10 tahun, peningkatan efisiensi baterai akan serupa dengan baterai solid-state.

Kedua, teknologi baterai solid-state yang inovatif dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam perusahaan. Baterai solid state juga merupakan jalur baterai lithium. Di jalur baterai lithium, teknologi yang ditingkatkan ini dapat dengan mudah dikumpulkan oleh perusahaan-perusahaan terkemuka. Untuk terobosan teknologi baterai baru, ambang batas dan risiko membangun pabrik sangat tinggi, sehingga banyak orang akan menjual teknologi tersebut kepada perusahaan terkemuka, yang dapat memperluas skalanya dengan cepat. Kesenjangan teknologi relatif pada baterai solid state kecil, dan keuntungan dari batch besar jelas lebih penting dalam komersialisasi baterai solid state.