Elektrik gelecekte ana akım olacak! Güç pillerinde kim liderlik edebilir?
Birkaç gün önce Tesla Model Y'nin 30 dakikalık lansmanında, o gece kahramanı Model Y maalesef sadece yaklaşık 5 dakika göründü ve hayalet küçük Marco (Musk) her zamanki gibi oldu. Başkahraman, dünyayı değiştiren bir adam olarak Muskın toplantıda söylediği sözler şu anki gerçeği dile getirdi: Araba pazarının genel yönü elektrifikasyondur Bu tartışılmaz bir gerçek. İlk aşamada alay konusu olan otomobil şirketleri, Volkswagen, GM ve Ford gibi kendi elektrifikasyon yollarına çoktan başladı.
Tüm dünyada, otomobil şirketlerinin düzeyinden veya ulusal politikaların düzeyinden bağımsız olarak, elektrifikasyon gerçekten de değişmez bir eğilim haline geldi.Hepimizin bildiği gibi, saf elektrikli araçların geliştirilmesindeki mevcut kısıtlamalar esas olarak güç pillerindedir. Tek parça; enerji yoğunluğunu arttırmanın zorluğu ve yüksek maliyet, elektrikli araçların büyük çapta yaygınlaşmasının darboğazlarla karşılaşmasına neden oldu.
Şu anda, güç bataryası araştırma ve geliştirme alanında başlıca dört ülke var - Çin, Almanya, Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya Bu dört kampta her birinin kendi araştırma ve geliştirme yönü var ve belirli sonuçlar elde etti. Geliştirme durumu nedir, lütfen aşağıya bakın:
Çin, enerji yoğunluğunu artırmayı ve maliyetleri düşürmeyi hedefliyor
Şu anda, Çin'deki güç pilleri alanındaki sınır araştırması Bilim ve Teknoloji Bakanlığı tarafından yürütülmektedir. Şu anda önde gelen şirketler CATL (Ningde Times), Lishen ve Guoxuan'dır. Ana araştırma yönü, enerji yoğunluğunu azaltırken enerji yoğunluğunu artırmaktır. Maliyet, basit bir ifadeyle, yüksek spesifik enerji ve düşük maliyeti hedeflemektir.
İlgili personele göre, CATL (Ningde Times) halihazırda 304wh / kg enerji yoğunluğuna ve 25 ° C'de 1200 kata kadar ve 45 ° C'de 800 kata kadar çevrim ömrüne sahip numunelere sahipti. Performans, uygulama gereksinimlerine yakındır, ancak güvenlik performansı ulusal standart gereksinimlerine tam olarak ulaşmamıştır. Ouyang Minggao [Ulusal Anahtar Ar-Ge Programı "Yeni Enerji Araçları" Anahtar Özel Projesi Genel Uzman Ekibi Lideri] 11. Uluslararası Elektrikli Araçlar için Yeni Lityum Piller (ABAA) Konferansı'nda Çin'in 2025 için pil enerji yoğunluğu hedefinin 400wh / kg, maliyet 100 ABD doları / kwh olarak kontrol ediliyor; 2030 hedefi 500wh / kg ve lityum açısından zengin manganez bazlı pozitif elektrot + yüksek özgül enerjili silikon-karbon negatif elektroda bağlı kalmaya ve katı elektrolite doğru ilerlemeye devam edecek.
Almanya teknolojik bağımsızlığı ve çeşitliliği hedefliyor
Otomobillerin doğduğu yer olan Almanya, güç pillerine büyük önem veriyor. Güç pilleriyle ilgili araştırmalar ulusal seviyeye yükseldi ve pil araştırma ve geliştirme için özel bir finansman programı başlatıldı. Yukarı yönde üretim de dahil olmak üzere eksiksiz bir güç pili ekolojik zinciri oluşturmayı planlıyor. Malzemeler, ara üreticiler ve alt OEM'ler.
Aynı zamanda, Almanya'daki güç pillerinin araştırma ve geliştirme yönü de çeşitlendirilmiştir.ABAA11 konferansında tanıtılan Herbert Zeisel'e göre [Almanya Federal Hükümeti için Temel Teknoloji Geliştirme Direktör Yardımcısı], Almanya'daki güç pillerinin geliştirme yönü lityum iyon teknolojisini ve tamamen katı hal pilleri içerecektir. Ve yeni konsept piller ve 2020 için kısa vadeli hedef, enerji yoğunluğunu 350wh / kg'a, döngü sayısını 1.000'e çıkarmak ve maliyeti 100 ABD doları / kwh'ye düşürmektir.
ABD, teknolojik yenilik ve yapısal optimizasyonu hedefliyor
Amerika Birleşik Devletleri, güç pillerinin geliştirme yönünde çok fazla performans gereksinimine sahip görünmüyor, ancak pillerdeki mevcut aşırı kobalt içeriğini azaltarak pil maliyetlerini azaltmaya odaklanıyor. Verilere göre, 2018 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde pillerin ortalama maliyeti 197 ABD doları / kwh idi ve bu, pil endüstrisinde daha yüksek bir maliyet fiyatı olarak kabul ediliyor.
ABAA toplantısında David Howell'e [ABD Enerji Bakanlığı Araç Teknolojisi Programı Direktör Yardımcısı] göre, ABD'nin kısa vadeli stratejik hedefi, manganez, nikel ve titanyum içeren pillerdeki kobalt anotunu azaltmaya çalışmak ve kobaltı kaldırarak pillerin maliyetini düşürmektir. Bu arada, Amerika Birleşik Devletleri, pil teknolojisinin belirli bir malzemeye bağımlılıktan kurtulmasını sağlamak için, Eylül 2022'ye kadar pil paketlerinin maliyetini 150 $ / kwh'ye düşürmeyi umuyor.
Japonya daha muhafazakar ve enerji yoğunluğunu artırmayı hedefliyor
Son derece gelişmiş pil teknolojisine (hidrojen yakıt hücreleri, lityum hava pilleri) sahip bir ülke olarak Japonya, güç pillerinin geliştirilmesine karşı daha muhafazakar bir tavır sergiliyor. Ülkenin otomobil pazarı için planından da anlaşılabilir: 2020'de Umut Plug-in hibrit ve saf elektrik enerjisi pazarın% 15-20'sini, hidrojen yakıt hücreli araçlar ise% 1'ini oluşturuyor; 2030'da plug-in hibrit ve saf elektrik enerjisinin pazarın% 20-30'unu, hidrojen yakıt hücrelerinin ise% 3'ünü oluşturacağı umuluyor. .
Japonya'daki güç pillerinin mevcut gelişimi de aynıdır Panasonic ve Tesla tarafından ortaklaşa üretilen Tesla'ya özgü lityum piller dışında, şu anda Japonya'da yeni enerji araçları tarafından kullanılan pil paketlerinin enerji yoğunluğu yüksek değil. Örnek olarak Lefeng'in yeni enerji modelini ele alalım, pil takımının enerji yoğunluğu sadece 133wh / kg'dır. Hidetaka ishikoori [Gelişmiş Pil ve Hidrojen Teknolojisi Departmanı Direktörü, Yeni Enerji ve Endüstriyel Teknoloji Geliştirme Ajansı, Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı, Japonya] ABAA toplantısında, Japonya'nın 2025 yılına kadar lityum pil sistemlerine odaklanmaya devam edeceğini ve 2035'te lityumu deneyeceğini belirtti. Havalı batarya kullanımı; aynı zamanda 2020 yılında enerji yoğunluğu 250wh / kg olan bir batarya paketi (batarya değil) elde edilecek, maliyet 180 $ / kwh'in altına düşürülecek ve çevrim sayısı 1000-1500 olacaktır. 2030 yılına kadar pil paketinin yoğunluğu 500wh / kg'a ulaşacak, maliyet 90 US $ / kwh altına düşürülecek ve döngü sayısı 1000-1500 olacaktır.
Çay kardeşi özeti
Görülebilen şey, gerçek şu ki bazı yerel medyada savunulduğu gibi değil, sadece Çin elektrifikasyonun ön saflarında, köşeleri geçmeye çalışıyor. Diğer ülkelerin elektrifikasyon yolundaki önemi ve yatırımları zayıf değil ve çeşitli ülkelerin teknolojik başarıları ve gelecekteki fırsatları ABAA [Dünya Standartlarında Pil Değişim Konferansı] 'nda sergileniyor. Büyük kampların mevcut araştırma yönlerinin temelde aynı olduğunu görmek zor değil ve hepsi popülerleşmeyi sağlamak için pil maliyetlerini çeşitli yollarla azaltmaya çalışıyor.
Bunlar arasında, çeşitli ülkelerin araştırma yönleri aynı değil.Örneğin, Çin lityum bakımından zengin manganez bazlı katot + yüksek özgül enerjili silikon karbon anotta ısrar ediyor; Almanya tamamen katı hal pillere değer veriyor; ABD pillerin kobaltlaştırılmasını istiyor; Japonya'nın muhafazakar kalkınma tavrı. Hangi ülkenin teknoloji avantajına sahip olduğunu söylemek zor, ancak mevcut gelişme düzeyi açısından Japonya muhafazakâr olsa da teknolojik düzeyi Tesla'nın 300kw / kg enerji yoğunluğu ile ürettiği batarya paketinden anlaşılabilir. Bir yada iki. Ülkemiz üretim kapasitesi açısından büyük bir avantaja ve bir takım teknolojik avantajlara sahip olmasına rağmen, Japonya'ya göre hala daha alacağı uzun bir yol var.
