Aké sú vývojové trendy batérií?

Ternárne lítiové batérie, tiež známe ako "ternárne polymérové ​​lítiové batérie", sú lítiové batérie, ktoré používajú ternárne katódové materiály, ako je lítium-nikel-kobalt-mangánový oxid (NCM) alebo lítium-nikel-kobalt-hlinitý oxid (NCA). Kobalt, primárne používaný na stabilizáciu vrstvenej štruktúry materiálu a zlepšenie výkonu cyklu a rýchlosti, je nenahraditeľným drahým kovom v ternárnych batériách.

Náklady boli vždy kameňom úrazu rozvoja trhu s novými energetickými vozidlami. Ako základná nákladová zložka bola „napájacia batéria“ vždy stredobodom nádeje na zníženie nákladov. Zníženie podielu a obsahu kobaltu v ternárnych lítiových batériách zodpovedajúcim spôsobom zníži celkové náklady na vozidlo, čím sa oslabí vplyv kolísania cien kobaltu na spoločnosti. To umožní spoločnostiam prejsť z proaktívneho na reaktívny prístup, čo bude prínosom pre rozvoj trhu s novými energetickými vozidlami.

Polovodičové-batérie sú typom technológie batérií. Na rozdiel od bežne používaných lítium{2}}iónových a lítium{3}}iónových polymérových batérií-tuhé batérie používajú pevné elektródy a pevné elektrolyty.

Keďže vedecká komunita verí, že lítium{0}}iónové batérie dosiahli svoje limity, polovodičové-batérie boli nedávno považované za potenciálneho nástupcu lítium-iónových batérií. Technológia pevných-lítiových batérií využíva ako vodivý materiál sklenenú zmes vyrobenú z lítia a sodíka, ktorá nahrádza elektrolyt tradičných lítiových batérií a výrazne zlepšuje energetickú hustotu lítiových batérií.

Elektrolyty v tuhom stave -majú vysoké okno elektrochemickej stability, čo umožňuje ich použitie s vysokonapäťovými elektródovými materiálmi na ďalšie zvýšenie hustoty energie batérie. Elektrolyty v tuhom stave- majú tiež vysokú mechanickú pevnosť, účinne potláčajú prienik lítneho dendritu počas cyklovania batérie, čo umožňuje použiť kovové lítium, ktoré má vysokú teoretickú hustotu energie, ako materiál zápornej elektródy. Nevýhodou-elektrolytov v tuhom stave (súčasný problém vývoja) je extrémne vysoký kontaktný odpor v tuhom-tuhom stave medzi elektródou a elektrolytom.

Lopatková batéria je úplne nový dizajnový koncept, ktorý využíva dlhé články a zároveň eliminuje medzistupeň modulu, čím sa články priamo integrujú do systému batérie. Účinne to znižuje hmotnosť a náklady, podobne ako technológia CTP (Cell-to{2}}Pack) spoločnosti CATL. Medzitým si konštrukcia konštrukcie batérie BYD vypožičiava princíp voštinových hliníkových platní, ktoré využívajú štrukturálne lepidlo na upevnenie článku batérie medzi dve vrstvy hliníkových platní, čo umožňuje samotnému článku pôsobiť ako konštrukčný komponent na zvýšenie celkovej pevnosti systému.

(Tradičné štvorcové batérie VS Blade batérie)

Výrobok spoločnosti C je 148 mm dlhý, 79 mm hrubý a 97 mm vysoký, s vnútornou zvinutou štruktúrou pripomínajúcou tehlu. Nožový akumulátorový článok je 960 mm dlhý, 13,5 mm hrubý a 90 mm vysoký, s vnútornou skladanou štruktúrou. Jeho dlhý, tenký tvar pripomína čepeľ, odtiaľ pochádza názov „bateria čepele“.

Proces stohovania zahŕňa rozrezanie kladných a záporných elektród na malé kúsky, ich stohovanie so separátorom, aby sa vytvorili malé batériové články, a potom stohovanie a paralelné spojenie týchto malých článkov, aby sa vytvoril veľký batériový článok. Ide o výrobný proces lítium-iónových batériových článkov.

Napríklad vreckové lítiové batérie sa spoliehajú na „stohovanie“, ako je napríklad stohovanie v tvare „Z“-. Najprv sa materiály kladnej a zápornej elektródy narežú na obdĺžnikové pláty rovnakej veľkosti a potom sa naskladajú na separátor. Separátor prebieha v tvare „Z“ medzi elektródami, oddeľuje ich a nakoniec je zabalený do hliníkového-plastového obalu.

ACEY-SSM-CStohovací stroj na batérieje zariadenie, ktoré možno použiť na proces stohovania pólových nástavcov lítium{0}}iónovej batérie. Proces manuálneho vkladania fólie, následná korekcia polohy pólového nástavca a laminácia sa dokončí automaticky, čo má vlastnosti vysokej účinnosti laminácie a vysokej presnosti.

Proces stohovania je zložitý, hlavne kvôli rezaniu elektródových plátov a separátora. Výťažnosť pri rezaní elektródového plátu je však nízka a je ťažké udržať vysokú konzistentnosť kvality (prierez, otrepy atď.) a presnosť zarovnania je nedostatočná. To kladie vysoké nároky na kvalitu výrobného procesu. To je hlavný dôvod, prečo sa skladané batérie nerozšírili.

Technológia CTP, skratka pre Cell To Pack, eliminuje dizajn modulu, priamo integruje články do batériového bloku, ktorý je potom integrovaný do podlahy vozidla ako súčasť celkových konštrukčných komponentov.

Tento prístup znižuje množstvo materiálu použitého v samotnom module, ako sú bočné dosky, koncové dosky (konštrukčné komponenty modulov) a nosníky (nosné konštrukcie batérií), ktoré sa pôvodne používali na oddelenie a spojenie modulov. To výrazne zjednodušuje celkovú štruktúru batérie, uvoľňuje priestor, umožňuje zvýšiť kapacitu batérie rovnakej veľkosti a znižuje hmotnosť batérie, čím zvyšuje hustotu energie batérie a znižuje náklady.

Technológia CTP má v súčasnosti dva rôzne prístupy. Existujú dva hlavné prístupy: Po prvé, úplné odstránenie modulov, ktorých príkladom je Blade Battery od BYD; a po druhé, integrácia malých modulov do veľkých modulov, reprezentovaných technológiou CTP spoločnosti CATL.

BYD Blade Battery vs. CATL CTP

CTC technológiu, skratku pre Cell to Chassis, opísal Zeng Yuqun, predseda CATL, na China Automotive Blue Book Forum takto: „Táto technológia integruje batériový článok a podvozok dohromady a ďalej integruje motor, elektronický riadiaci systém a vysokonapäťové komponenty vozidla, ako sú DC/DC konvertory a OBC, prostredníctvom inovatívnej architektúry. Umožňuje tiež optimalizovať spotrebu energie prostredníctvom inteligentnej architektúry vozidiel a priamo konkurovať. benzínové vozidlá z hľadiska nákladov, poskytujú väčší priestor pre cestujúcich a zlepšujú priechodnosť podvozku."

V istom zmysle možno CTC chápať ako ďalšie rozšírenie CTP. Jeho jadro spočíva v eliminácii procesu modulu a balenia, priamej integrácii batériového článku do podvozku vozidla, čím sa dosiahne vyšší stupeň integrácie.

Tradičná technológia vs. CTP vs. CTC

Vznik CTC prelomí obmedzenia technológie PACK (pack technology) a priamo sa týka podvozku vozidla, najdôležitejšej základnej zložky celého vozidla. Predstavuje hlavnú výhodu, ktorú výrobcovia OEM nazhromaždili prostredníctvom dlhodobého-vývoja, a je to niečo, čo spoločnosti zaoberajúce sa batériami/špecializované spoločnosti PACK ťažko samostatne vyvíjajú. Niektorí dodávatelia batérií preto teraz plánujú vývoj podvozku.

Na podujatí Giga Fest, ktoré sa konalo v minulom roku v berlínskej továrni, Tesla predstavila svoje riešenie 4680 Structural Battery (CTC)-batériový modul 4680 eliminuje dizajn modulu s článkami husto usporiadanými v šasi vozidla. Kryt batérie slúži na dvojitú funkciu utesnenia batérie a podlahy vozidla a sedadlá možno namontovať priamo na batériu.

Od{0}}bezkobaltových a pevných{1}} batérií po batérie typu blade, stohovacie procesy a teraz integrované technológie ako CTP/CTC, súčasný vývoj technológie batérií predstavuje jasnú hlavnú tému: dosiahnutie maximálnej hustoty energie, nižšie náklady a vyššiu efektivitu integrácie pri súčasnom zaistení bezpečnosti.

Tieto technológie neexistujú izolovane, ale sú vzájomne prepojené a vyvíjajú sa spoločne. Cieľom technológie bez obsahu kobaltu- je napríklad vyriešiť problém s prekážkou nákladov na suroviny; pevné-batérie sa považujú za riešenie ďalšej-generácie, ktoré prelomí prekážky energetickej hustoty a bezpečnosti; čepeľové batérie a stohovacie procesy inovujú z pohľadu bunkovej štruktúry a výroby; Technológia CTP/CTC nanovo definuje vzťah medzi batériami a vozidlami z pohľadu systémovej integrácie a je revolučným krokom na zlepšenie účinnosti balenia a optimalizáciu dizajnu vozidla.

Kontaktujte teraz