نقطة حرجة للبطاريات الصلبة؟

نقطة حرجة للبطاريات الصلبة؟

باعتبارها واحدة من أكثر مجالات الاستثمار حرارة في تكنولوجيا البطاريات ، فإن البطاريات الصلبة لديها مزايا واضحة على البطاريات السائلة التقليدية من حيث كثافة الطاقة والسلامة.ويعتبرون على نطاق واسع أكثر تكنولوجيا البطاريات واعدةمع الإنتاج على نطاق واسع للبطاريات الصلبة، هل هذا يعني أن الصناعة قد حققت اختراق تجاري؟

في الآونة الأخيرة، نجحت شركة الصين للعلوم والتكنولوجيا في زيادة إنتاج بطارياتها الصلبة التي تبلغ طاقتها 628 أوائل و 314 أوائل.كواحد من أكثر مجالات الاستثمار شعبية في البطاريات، بطاريات الحالة الصلبة لديها مزايا ملحوظة على البطاريات السائلة التقليدية من حيث كثافة الطاقة والسلامة، والحصول على اهتمام واسع النطاق داخل الصناعة.مع الإنتاج على نطاق واسع للبطاريات الصلبةهل يشير هذا إلى حدث تجاري للصناعة؟

تسريع صناعة البطاريات شبه الصلبة

في الوقت الحالي ، تستخدم بطاريات الليثيوم السائدة في السوق الكهربائيات السائلة كمحمولات نقل. في ظل ظروف غير عادية مثل الإفراط في الشحن أو الدوائر القصيرة الداخلية ، يمكن أن تكون البطاريات الليثيومية المستخدمة في السوق غير قابلة للتحكم.الالكتروليت السائل يمكن ان يصل الى الساخنة بسهولةيمكن استبدال الكهربائيات السائلة بالكهربائيات الصلبة لحل قضايا سلامة بطاريات الليثيوم بشكل أساسي,مع تلبية الطلب على كثافة طاقة أعلى وأداء أفضل.

من المفهوم أن البطاريات الصلبة التي يتم مناقشتها في الصناعة تشير عادة إلى البطاريات شبه الصلبة ، والبطاريات شبه الصلبة ،أو بطاريات الهجينة الصلبة السائلة ذات محتوى إلكتروليت منخفض من 5٪ إلى 15٪هذه تحتفظ ببعض الكهربائيات السائلة، مما يجعلها قابلة للإنتاج الضخم من حيث تصميم المواد وعملية التصنيع وإنتاج المعدات والتكلفة.

"استفادة من أساس التصنيع القوي من سلسلة صناعة الطاقة الجديدة،حققت شركات البطاريات الصينية اختراقات كبيرة في البحث والتطوير في تكنولوجيا البطاريات الصلبة وتخطيط السلسلة الصناعيةمع إنتاج الكتلة من البطاريات شبه الصلبة من قبل الشركات الصينية مثل WeLion الطاقة الجديدة، Qingtao الطاقة، و Ganfeng الليثيوم،البطاريات شبه الصلبة حققت التصنيع حقاً بمعنى اقتصادي،" قال يو تشينجياو، الأمين العام للتحالف الجديد لابتكار تكنولوجيا البطاريات في تشونغغغوانكون، في قمة النظام البيئي لصناعة البطاريات الصلبة لعام 2024 الأخيرة.وأشار إلى أن التطبيق التجاري للبطاريات الصلبة يقترب، وكل من يستولي على أرض العلو في هذه الصناعة أولاً سيحصل على المبادرة في التنمية

التحديات في تسويق البطاريات الصلبة بالكامل

على الرغم من الإنتاج الضخم وتطبيق البطاريات شبه الصلبة، فإن تسويق البطاريات الصلبة بالكامل لا يزال يواجه سلسلة من التحديات من حيث التكنولوجيا والتكلفة.

استبدال الكهربائيات السائلة بالكهربائيات الصلبة ينطوي على مسألة تقنية أساسية لاختيار المواد.والأكسيدالبوليمر الكهربائيات الصلبة سهلة المعالجة، متوافقة مع كل من عمليات التصنيع الجافة والرطبة، ولديها أدنى صعوبة الإنتاج الضخم، ولكن لديها موصلة منخفضة.تركز الشركات الأوروبية في الغالب على هذا الطريق التقنيالسلفيدات لديها أفضل أداء ولكنها حساسة للرطوبة في الهواء ومعظم المذيبات القطبية وتتطلب تصنيع الخلايا ضغطًا من معدات الضغط المستقرة.مما يؤدي إلى تكاليف مرتفعةالشركات الصينية مثل CATL و BYD و EVE Energy تفضل هذا الطريق التقني. بعض الشركات الناشئة تختار طريق الأكسيد.

"البطاريات الصلبة بالكامل تمثل تحديثًا مبتكرًا شاملًا في المواد وعمليات تصنيع الخلايا ومعدات التصنيع.ستخضع السلسلة الصناعية لتغييرات ثوريةوقال مياو ليشياو، المدير العام للبحوث والتطوير في تكنولوجيا الحدود في شركة SVolt Energy. وأشار إلى أن البطاريات الصلبة تواجه تحديات في تصميم النظام وإعادة التدوير. على سبيل المثال، أثناء التصنيع،البطاريات السائلة تستخدم منفصلات لتلف حول الأقطاب الكهربائية لمنع عدم المواءمة التي يمكن أن تسبب دوائر قصيرة، وهي لا تتطلب تكثيف ضغط عالي للغاية. ومع ذلك ، فإن بطاريات الحالة الصلبة تفتقر إلى منفصلات ، ويتم تكثيف الطبقات المتراكمة تحت ضغط عالي للغاية ،مما يجعل حواف الأقطاب عرضة للكسر والتشويش"البطاريات الصلبة هي مثل الهامبرغر، طبقات من المكونات التي يمكن أن تتدفق من حواف تحت الضغط، مما يؤدي إلى حلقات قصيرة،بينما البطاريات السائلة مثل الفطائر الملفوفة، ملفوفة لتجنب الحلقات القصيرة. "

في الوقت الحاضر، تكلفة البطاريات الصلبة أعلى من البطاريات السائلة.000 يوان لكل كيلوغرامومع ذلك، فإن الالكتروليتات الصلبة تمثل أكثر من 20% من كتلة الخلية، ومن المرجح أن تكون هذه الأسعار غير مقبولة في السوق".

أشار بيتاو، رئيس شركة هونان تشونغ كيه شينغتشينغ غرافيت، المحدودة، إلى أن "كل شركة لديها خصائصها التقنية الخاصة.السلسلة الصناعية في المرحلة العليا في حالة انتظارالبطاريات الصلبة الحالة تحتاج إلى اتجاه محدد نسبيا للسلسلة العليا والأسفل لتكوين المنتجات وفقا لذلك، وتجنب تكاليف أكبر في الاستثمار الرأسمالي".

تحقيق 1+1>2 من خلال تصميم المواد المركبة

بسبب الطرق التقنية غير الواضحة ومساحات خفض التكاليف، تختار الشركات في هذه الصناعة الانتقال تدريجيا من شبه الصلبة إلى الصلبة بالكامل.

"هناك اختلافات في طريق بطارية الحالة الصلبة بالكامل، والمنافسة المختلفة ستعزز توسيع تطبيقات بطارية الحالة الصلبة"، قال شو هانغيو.مدير البحث العلمي والتطوير في شركة "ويلون نيو إنرجي"ويعتقد أنه حالياً، لا يمكن لمادة واحدة من الكهربائيات الصلبة تلبية احتياجات البطاريات الصلبة بالكامل.تعويض أوجه القصور في مواد الكهربائيات الواحدة مع التوافق مع معظم عمليات ومعدات بطاريات الليثيوم السائل التقليدية، خفض التكاليف. الجمع بين مزايا الأكسيد والبوليمر الكهربائي الصلب، وقد صنعت WeLion الطاقة الجديدة البطاريات الصلبة السائلة مختلطة، مع المنتجات المستخدمة في طاقة صغيرة،مركبات الطاقة الجديدة، ومجالات تخزين الطاقة.

"كل نوع من المواد له مزاياه وعيوبه الخاصة. من خلال تصميم المواد المركبة، يمكن تحقيق 1+1>2"، قال أحد من الداخلين في الصناعة،الذي يعتقد أيضا أن البطاريات المركبة الصلبة هي وسيلة فعالة لتحقيق الإنتاج على نطاق واسع"البطاريات الصلبة لا يمكن أن تصبح عمل فني، مع منتجات باهظة الثمن، عدة مرات أو حتى عشرة أضعاف أكثر من البطاريات السائلة،والتي لن تكون ممكنة أبداً لتطبيقات المركبات. "

سو مين، مدير قسم أبحاث وتطوير مواد الخلايا في شركة وانشيانغ 123 المحدودة، يعتقد أنه سواء كانت شبه صلبة أو صلبة تمامًا، فهناك كثافة طاقة مثالية.لا توجد أفضل حل تكنولوجي واحدجميعها وسائل تقنية لمعالجة مخاطر السلامة في ظل احتياجات الطاقة الخاصة العالية.التغلب على المشاكل التقنية والصناعية للبطاريات الصلبة بالكامل يتطلب الجهود الجماعية للصناعة كلها.