"سواء كانت شركتي Tesla وBYD، اللتين تتنافسان على قدم وساق في بطولة الطاقة الجديدة العالمية، أو "Wei Xiaoli" التي وصلت للتو إلى علامة 10,000 في نوفمبر، فإنهم جميعًا معجبون ببطاريات الليثيوم. حاليًا، تحتل بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد وبطاريات الليثيوم الثلاثية الغالبية العظمى من السوق. ومع ذلك، لا تزال نقاط الضعف مثل عمر البطارية وسلامة بطاريات الليثيوم موجودة، وحالتها ليست ثابتة. إذا كانت بطارية الليثيوم التكنلوجيا وإذا فشل العالم في تحقيق المزيد من الإنجازات، فإن تطوير السيارات الكهربائية سيواجه عنق الزجاجة.
"
سواء كانت Tesla و BYD ، اللتان تقاتلان على قدم وساق في بطولة الطاقة الجديدة العالمية ، أو "Wei Xiaoli" الذي اندفع لتوه إلى علامة 10,000 في نوفمبر ، فإنهم جميعًا من عشاق بطاريات الليثيوم. حاليًا ، تحتل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم وبطاريات الليثيوم الثلاثية الغالبية العظمى من السوق. ومع ذلك ، لا تزال هناك نقاط ضعف مثل عمر البطارية وسلامة بطاريات الليثيوم ، وحالتها ليست صلبة. إذا فشلت تقنية بطارية الليثيوم في تحقيق المزيد من الاختراقات ، فإن تطوير السيارات الكهربائية سيواجه عنق الزجاجة.
تم تسويق بطاريات الليثيوم أيون لأول مرة في عام 1991. في الوقت الحاضر ، أصبحت بطاريات الليثيوم أيون السائلة أكثر الطرق التقنية استخدامًا في مجال مركبات الطاقة الجديدة ، ولكن التقدم التكنولوجي كان بطيئًا نسبيًا. في السنوات الأخيرة ، تم النظر في أن بطاريات الحالة الصلبة تستمر في تعزيز موقع بطاريات الليثيوم أيون. تختلف عن بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة بشكل شائع اليوم ، بطاريات الحالة الصلبة هي بطاريات تستخدم أقطابًا كهربائية صلبة وإلكتروليتات صلبة ، لتحل محل المنحل بالكهرباء لبطاريات الليثيوم السابقة ، وتحسن بشكل كبير كثافة طاقة بطاريات الليثيوم.
تم الترحيب ببطاريات الطاقة باعتبارها "قلب" المركبات الكهربائية. تم تطوير تقنية بطاريات الحالة الصلبة المتطورة لحل مشكلات مثل نطاق الانطلاق والسلامة التي تعيق الترويج الواسع النطاق للسيارات الكهربائية. من يتقن هذه التكنولوجيا أولاً سينافس في المستقبل. لديك حق أكبر في التحدث في المنتصف. من أجل تسريع تحول الكهرباء ، انتشرت عمالقة السيارات متعددة الجنسيات مثل نيسان ، وتويوتا ، وبي إم دبليو ، ومرسيدس بنز في مجال بطاريات الحالة الصلبة. يستمر عدد اللاعبين في هذا المضمار في الازدياد. في الآونة الأخيرة ، تم الإبلاغ عن أن شركات التكنولوجيا مثل Xiaomi و Huawei بدأت أيضًا في دخول اللعبة. على الرغم من أن بطاريات الحالة الصلبة تكتسب تقدمًا تدريجيًا في صناعة السيارات ، نظرًا لصعوبة إنتاجها التجاري بكميات كبيرة على المدى القصير ، إلا أن هذا المسار التقني لا يزال مثيرًا للجدل.
يضرب طفرة بطارية الحالة الصلبة
في الآونة الأخيرة ، أصدرت شركة نيسان موتور "رؤية نيسان 2030" وتخطط لاستثمار 2 تريليون ين (112.84 مليار يوان بسعر الصرف اليوم) في السنوات الخمس المقبلة لتسريع نشر منتجات المحركات الكهربائية والابتكار التكنولوجي. ما جذب الكثير من الاهتمام هو أن نيسان أعلنت أيضًا عن الجدول الزمني للإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة ، وستطلق نماذج كهربائية مجهزة ببطاريات أصلية صلبة بالكامل (ASSB) بحلول العام المالي 5. مع تطبيق اختراق جميع- تقنية بطاريات الحالة الصلبة ، ستعمل على تعزيز نيسان بشكل كبير لمواجهة قطاعات السوق المختلفة وإطلاق المزيد والمزيد من النماذج الكهربائية القوية. في الوقت نفسه ، يمكن للبطارية الصلبة بالكامل تقصير وقت الشحن إلى ثلث الأصلي.
تواصل نيسان التزامها بالبحث والتطوير في مجال تكنولوجيا بطاريات أيونات الليثيوم مع إدخال تكنولوجيا خالية من الكوبالت ، ومن المتوقع أن تخفض تكاليف البطارية بنسبة 65٪ بحلول السنة المالية 2028. ووفقًا للخطة ، بحلول السنة المالية 2028 ، يمكن أن تقلل البطاريات الصلبة بالكامل من تكلفة حزم البطاريات إلى 75 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط / ساعة. في الوقت نفسه ، من خلال الابتكار المستمر ، سيتم تخفيض التكلفة إلى 65 دولارًا أمريكيًا للكيلوواط / ساعة في المستقبل لإنتاج السيارات الكهربائية والوقود. تكافؤ تكلفة النموذج.
تجدر الإشارة إلى أن شركة إنفيجن الصينية (Envision Group) الصينية قد استحوذت على شركة AESC ، وهي شركة بطاريات تابعة لشركة نيسان موتور في عام 2019. وفي الوقت الحالي ، تم وضع المرحلة الأولى من محطة Yuanjing AESC Wuxi لبطاريات الطاقة في الإنتاج. كيف سيتقدم مشروع بطاريات الحالة الصلبة لنيسان؟ قال الشخص المسؤول عن نيسان موتور في مقابلة مع مراسل من China Business News إن بطاريات الحالة الصلبة تم تطويرها بشكل مشترك من قبل قسم البحث والتطوير الداخلي في نيسان ومؤسسات البحث العلمي الخارجية والشركاء والموردين. من المقرر بناء مصنع تجريبي في يوكوهاما باليابان في السنة المالية 2024.
ليس فقط نيسان ، ولكن العديد من شركات السيارات شنت هجومًا شرسًا على بطاريات الحالة الصلبة. تضافرت جهود شركات السيارات ومصنعي البطاريات للتغلب على الصعوبات. تتعاون Toyota مع Panasonic ، واستثمرت Volkswagen في QuantumScape ، وهي شركة أمريكية ناشئة للبطارية ، واستثمرت Ford و BMW في Solid Power. يمكن أن يكون لبطارية الحالة الصلبة بالكامل في شركة Solid Power نظريًا نطاق يصل إلى ضعف نطاق بطارية الليثيوم. تخطط BMW لبدء اختبار المركبات المزودة ببطاريات صلبة بالكامل قبل عام 2025 وستطرح للبيع قبل عام 2030. بعد التعاون مع Hydro Quebec ، تشارك مرسيدس-بنز الآن أيضًا في تطوير بطاريات الحالة الصلبة مع Factorial Energy.
Factorial Energy هي شركة تصنيع بطاريات إلكتروليت صلبة مقرها في ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية. تعمل هذه الشركة الناشئة التي تعمل ببطارية الحالة الصلبة البالغة من العمر ست سنوات على توسيع دائرة أصدقائها. بعد Hyundai و Kia ، أصبحت Mercedes-Benz و Stellatis ، رابع أكبر شركة سيارات في العالم ، مؤخرًا شركاء استراتيجيين جديدين لها. بعد التوصل إلى تعاون استراتيجي مع شركة Factorial Energy ، قالت مرسيدس-بنز إنها ستسرع من تطوير تقنية بطاريات الحالة الصلبة وستعمل بشكل مشترك على تطوير تقنية الجيل التالي من البطاريات التي طال انتظارها. الهدف هو بدء اختبار النماذج الأولية للبطاريات في عام 2022 ، وفي نفس الوقت حمل عددًا صغيرًا من منتجات مرسيدس-بنز الكهربائية مع منتجات بطاريات جديدة. ستكون السيارة على الطريق في السنوات الخمس المقبلة. يعتقد كارلوس تافاريس ، الرئيس التنفيذي لشركة Stellantis أيضًا ، أن بطاريات الحالة الصلبة لشركة Factorial Energy ستسرع من الوقت اللازم لتسويق السيارات الكهربائية الجديدة. ستطلق الشركة أول مركبة كهربائية تعمل بتقنية البطاريات الصلبة في عام 2026 والانتقال إلى بطاريات الحالة الصلبة بطريقة أكثر فعالية من حيث التكلفة. تكنولوجيا.
تعمل شركات السيارات المحلية ومصنعو البطاريات أيضًا على تسريع نشر بطاريات الحالة الصلبة. قادت SAIC و GAC على التوالي تمويل جولات E + و E ++ لشركة البطاريات الصلبة Qingtao Development. في الآونة الأخيرة ، تلقت شركة أخرى للبطاريات الصلبة التمويل. يظهر Tianyan Check أن Weilan New Energy أكملت جولة تمويل C بحوالي 500 مليون يوان. يشمل المستثمرون Xiaomi Group و Huawei Technologies و IDG Capital و Weilai Capital و Yuntai Capital. إن تقييم هذه الجولة من تمويل الحرس Lanxin للطاقة يصل إلى 50 مليون يوان. ومع ذلك ، لم تستجب شركات مثل Xiaomi و Huawei لهذه الأخبار.
في بداية هذا العام ، أصدرت NIO بطارية صلبة بقوة 150 كيلو وات في الساعة في يوم NIO. يمكن لبطارية الحالة الصلبة أن تحقق كثافة طاقة عالية جدًا تبلغ 360 وات / كجم. يبلغ عمر بطارية السيارة NIO ET7 سيدان المجهزة بحزمة البطاريات هذه أكثر من 1,000 كيلومتر. من المقرر إطلاق المنتج في عام 2022. التسليم في الربع الأخير من العام. تتكهن الصناعة بأن مورد البطاريات قد يكون Weilan New Energy. قال Weilai في مقابلة مع مراسل من China Business News أنه لا توجد معلومات جديدة للكشف عنها في الوقت الحالي.
تقوم Ningde Times ، مورد بطاريات الطاقة الحالية لـ NIO ، أيضًا بتطوير بطاريات الحالة الصلبة. فيما يتعلق بالتصاعد المتزايد لأبحاث وتطوير بطاريات الحالة الصلبة ، قال رئيس Ningde Times Zeng Yuqun علنًا هذا العام أنه لا توجد بطاريات صلبة يمكن تركيبها في السيارات في غضون 3 إلى 5 سنوات كلها بطاريات صلبة. وذكر أن الخط السائد للبطاريات في المستقبل ليس بالضرورة الليثيوم الثلاثي أو فوسفات الحديد الليثيوم. توجد بعض الأشياء الجديدة في عصر نينغده ، لكن ليس من المناسب التحدث إلى العالم الخارجي. فيما يتعلق بالتقدم المحرز في البحث والتطوير في عصر Ningde في بطاريات الحالة الصلبة ، قال الشخص المعني المسؤول عن الشركة في مقابلة مع CBN أنه لا توجد معلومات جديدة للإفراج عنها.
هل يمكن أن تصبح بطاريات الحالة الصلبة هي القائد الجديد؟
على الرغم من أن الصناعة تتطلع بشغف إلى بطاريات الحالة الصلبة ، إلا أن التكلفة العالية الحالية والتكنولوجيا غير الناضجة تقيد تسويق بطاريات الحالة الصلبة. بعد أن أصدر Weilai خبر بطاريات الحالة الصلبة في يوم NIO ، أثار هذا الأمر شكوكًا كثيرة.
قال وو هوي ، المدير العام لقسم الأبحاث في معهد آيفي للبحوث الاقتصادية وعميد معهد أبحاث صناعة البطاريات الصيني ، في مقابلة مع مراسل من China Business News ، إن سيارة Weilai الجديدة في العام المقبل يجب أن تكون مجهزة شبه صلبة. البطاريات ، ولكن من غير المعروف ما إذا كان يمكن تحقيق ذلك. على المدى القصير ، لا تزال بطاريات الحالة الصلبة غير قادرة على الإنتاج بكميات كبيرة للسيارات الكهربائية على نطاق واسع. الحل الوسط هو بطارية شبه صلبة ، مما يقلل من كمية الإلكتروليت المستخدمة.
أشار تحليل وو هوي إلى أن المشاكل الحالية في تسويق بطاريات الحالة الصلبة تشمل: الموصلية الأيونية المنخفضة للمواد الصلبة بالكهرباء ؛ مقاومة كبيرة للواجهة بين الإلكتروليتات والأقطاب الكهربائية الصلبة ، وسوء توافق الواجهة ، وتمدد حجم كل مادة أثناء الشحن والتفريغ. يؤدي الانكماش إلى فصل سهل للواجهة ؛ يجب تصميم وبناء مواد الإلكترود التي تتطابق مع الإلكتروليت الصلب ؛ تكون تكلفة إنتاج البطارية مرتفعة نسبيًا في هذه المرحلة.
هناك قول مأثور في الصناعة مفاده أن تكلفة بطاريات الحالة الصلبة بالكامل أعلى بأربع مرات من تكلفة بطاريات الليثيوم الحالية. يعتقد Wu Hui أنه بسبب عدم وجود إنتاج ضخم ، من المستحيل مقارنة التكاليف ، لكن تكلفة هذه البطاريات شبه الصلبة الآن أكثر من 4 Yuan / WH ، وتكلفة خلايا بطارية الليثيوم السائلة حوالي 1 ~ 0.7 يوان / WH (من حيث ثلاثة على أساس يوان). قد يكون وقت الإنتاج الضخم لجميع بطاريات الحالة الصلبة حوالي عام 0.8.
بهدف الوصول إلى نقاط الألم الرئيسية الثلاث في الصناعة المتمثلة في عمر بطارية مركبة الطاقة الجديدة ، والسلامة ، والشحن ، تظهر تقنيات مختلفة للبطاريات واحدة تلو الأخرى. من أجل الحصول على حق أكبر في التحدث ، لم تتعاون بعض شركات السيارات المحلية والأجنبية مع موردي البطاريات في مشاريع مشتركة فحسب ، بل شاركت أيضًا بشكل شخصي في السوق. تمتلك شركات السيارات مثل فولكس فاجن وتيسلا تقنية بطاريات مطورة ذاتيًا ومصانع بطاريات.
في مقابلة مع China Business News ووسائل الإعلام الأخرى مؤخرًا ، قال رئيس GAC Zeng Qinghong إن صناعة السيارات العالمية قد بدأت بالفعل معركة من أجل مواهب البطاريات. تم حفر المواهب الأساسية. من خلال البحث والتطوير المستقل على مدى السنوات القليلة الماضية ، تم تحقيق تقنيات الشركة مثل البطاريات فائقة السرعة والبطاريات ذات الألواح السليكونية الإسفنجية.
تم تجهيز GAC AION LX Plus ، الذي تم كشف النقاب عنه في معرض جوانجزو للسيارات الشهر الماضي ، لأول مرة بتقنية البطاريات السالبة المصنوعة من السيليكون الإسفنجي الحصري ، ولدى CLTC نطاق إبحار شامل يصل إلى 1,008،20 كيلومترات. تجعل هذه التقنية ورقة القطب السالب السيليكونية داخل البطارية ناعمة ومرنة مثل الإسفنج ، بحيث يكون تمدد وتقلص السيليكون أثناء الشحن والتفريغ محدودًا ومخزنًا. في الوقت نفسه ، تمتص أيضًا الماء مثل الإسفنج ، مما يسمح للقطب السليكوني السالب بالاستفادة من السعة الكبيرة وتخزينها. المزيد من الطاقة. من خلال هذه التقنية ، من الممكن تقليل حجم خلية بطارية الليثيوم أيون السائلة بنسبة 14٪ والوزن بنسبة XNUMX٪. في المستقبل ، سيتم تخفيض الحجم والوزن بشكل أكبر وخفضهما بأكثر من النصف. على الرغم من تحقيق اختراقات في عمر البطارية ، إلا أنه لم يتم اختبار تكنولوجيا خلية القطب السالب الإسفنجية السليكونية في مجال السيارات الكهربائية بعد في السوق.
في الوقت الحاضر ، أصبح اندماج السيارات الكهربائية وتكنولوجيا البطاريات أكثر خطورة. بينما تواصل شركات السيارات تحدي تكنولوجيا بطاريات الليثيوم السائلة الصعبة ، يجب عليها أيضًا التفكير في مسار التكنولوجيا السائد في المستقبل. من أجل زيادة أوراق المساومة المستقبلية ، اعتمدت بعض شركات السيارات مسارات بطارية متنوعة. قال Zeng Qinghong إن مجموعة GAC ستسرع من تطوير خلايا وقود الهيدروجين وبطاريات الحالة الصلبة في المستقبل. في المستقبل ، ستطور GAC بالتأكيد بطاريات صلبة. لا يتطلب ذلك كثافة الطاقة فحسب ، بل يتطلب أيضًا مشكلة عدم التسخين ، ويجب مراعاة الطاقة والكفاءة والطاقة ، بما في ذلك حجمها الأصغر. الآن بعد أن أصبح التصميم قيد التنفيذ بشكل أساسي ، يجب ألا يكون المسار الفني مشكلة.
في مقابلة مع مراسل من China Business News ، قال مدير المركز التكنولوجي لشركة سيارات الطاقة الجديدة إن بطاريات الحالة الصلبة يجب أن تحقق اختراقات مادية. في الوقت الحالي ، لا يوجد تقدم واضح في هذا المجال ، وقد يستغرق الأمر عشر سنوات لتحقيقه. انطلاقًا من اتجاه التطوير الحالي ، تعد خلايا وقود الهيدروجين أكثر ملاءمة للاستخدام في مجال المركبات التجارية نظرًا لحجمها الأكبر ، بينما يعتمد المسار التقني الرئيسي واتجاه التطوير لمركبات الركاب الجديدة للطاقة بشكل أساسي على بطاريات الليثيوم والحالة الصلبة من المرجح أن تكون مجهزة ببطاريات. .
تنتمي خلايا وقود الهيدروجين وبطاريات الحالة الصلبة إلى طرق تقنية مختلفة. قد يكون هناك العديد من المتغيرات في عملية تحويل بطاريات الليثيوم أيون من سائل إلى صلب. تدخل بطاريات الطاقة في فترة "الربيع والخريف والدول المتحاربة" بطرق فنية مختلفة. إذا حققت خلايا وقود الهيدروجين طفرة تكنولوجية كبيرة أولاً أو ظهرت تقنيات بطاريات جديدة أخرى في منتصف الطريق ، فهل ستشكل تهديدًا لمستقبل بطاريات الحالة الصلبة؟
قال Ouyang Minggao ، الأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم ونائب رئيس جمعية السيارات الكهربائية الصينية لـ 100 ، مؤخرًا إنه يجب تجميع المواد وسيتم وضع بطاريات الحالة الصلبة في تطبيقات تجارية واسعة النطاق بين عامي 2025 و 2030. وأشار إلى أن بطاريات أيونات الليثيوم ستستمر لفترة طويلة. يبلغ الحد الأعلى للطاقة النوعية للجيل الحالي من بطاريات الليثيوم أيون حوالي 300 واط / ساعة لكل كيلوغرام. في عام 2025 ، سيظهر الجيل الأول من بطارية الحالة الصلبة بالكامل مع طاقة معينة تكافئ تقريبًا طاقة بطارية الليثيوم أيون المنحل بالكهرباء الحالية. بعد عام 2030 ، سيكون هناك جيل ثان من بطاريات الحالة الصلبة بالكامل باستخدام مواد جديدة إيجابية وسلبية. ستزيد الطاقة النوعية إلى 500 واط / ساعة لكل كيلوغرام. سيكون هناك أيضًا بطاريات ليثيوم كبريت عالية الطاقة وبطاريات معدنية هوائية. ظهرت الآن بطاريات Nano-ion ، لكن أداء جميع الجوانب لا يمكن أن يلبي متطلبات السيارات عالية الأداء.
"من منظور التنمية المستدامة لصناعة البطاريات ، تشير التقديرات إلى أن بطاريات أيونات الليثيوم الحالية ، بما في ذلك بطاريات الليثيوم أيون الهجينة الصلبة والسائلة ، ستظل مهيمنة تمامًا قبل عام 2030. تصنيع الجيل الأول من جميع- تمثل البطاريات الصلبة ما يقرب من 1٪ من السوق. قد تكون النقطة الزمنية حوالي عام 2030. وبعد عام 2035 ، سيدخل جيل جديد من بطاريات الحالة الصلبة والبوتاسيوم والمغنيسيوم والصوديوم وليثيوم-كبريت وأنواع أخرى من البطاريات إلى السوق. بحلول عام 2050 ، قد يتم تقليل بطاريات الليثيوم أيون السائلة إلى حوالي 20٪ ". يعتقد أويانغ مينغاو ذلك.
سواء كانت Tesla و BYD ، اللتان تقاتلان على قدم وساق في بطولة الطاقة الجديدة العالمية ، أو "Wei Xiaoli" الذي اندفع لتوه إلى علامة 10,000 في نوفمبر ، فإنهم جميعًا من عشاق بطاريات الليثيوم. حاليًا ، تحتل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم وبطاريات الليثيوم الثلاثية الغالبية العظمى من السوق. ومع ذلك ، لا تزال هناك نقاط ضعف مثل عمر البطارية وسلامة بطاريات الليثيوم ، وحالتها ليست صلبة. إذا فشلت تقنية بطارية الليثيوم في تحقيق المزيد من الاختراقات ، فإن تطوير السيارات الكهربائية سيواجه عنق الزجاجة.
تم تسويق بطاريات الليثيوم أيون لأول مرة في عام 1991. في الوقت الحاضر ، أصبحت بطاريات الليثيوم أيون السائلة أكثر الطرق التقنية استخدامًا في مجال مركبات الطاقة الجديدة ، ولكن التقدم التكنولوجي كان بطيئًا نسبيًا. في السنوات الأخيرة ، تم النظر في أن بطاريات الحالة الصلبة تستمر في تعزيز موقع بطاريات الليثيوم أيون. تختلف عن بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة بشكل شائع اليوم ، بطاريات الحالة الصلبة هي بطاريات تستخدم أقطابًا كهربائية صلبة وإلكتروليتات صلبة ، لتحل محل المنحل بالكهرباء لبطاريات الليثيوم السابقة ، وتحسن بشكل كبير كثافة طاقة بطاريات الليثيوم.
تم الترحيب ببطاريات الطاقة باعتبارها "قلب" المركبات الكهربائية. تم تطوير تقنية بطاريات الحالة الصلبة المتطورة لحل مشكلات مثل نطاق الانطلاق والسلامة التي تعيق الترويج الواسع النطاق للسيارات الكهربائية. من يتقن هذه التكنولوجيا أولاً سينافس في المستقبل. لديك حق أكبر في التحدث في المنتصف. من أجل تسريع تحول الكهرباء ، انتشرت عمالقة السيارات متعددة الجنسيات مثل نيسان ، وتويوتا ، وبي إم دبليو ، ومرسيدس بنز في مجال بطاريات الحالة الصلبة. يستمر عدد اللاعبين في هذا المضمار في الازدياد. في الآونة الأخيرة ، تم الإبلاغ عن أن شركات التكنولوجيا مثل Xiaomi و Huawei بدأت أيضًا في دخول اللعبة. على الرغم من أن بطاريات الحالة الصلبة تكتسب تقدمًا تدريجيًا في صناعة السيارات ، نظرًا لصعوبة إنتاجها التجاري بكميات كبيرة على المدى القصير ، إلا أن هذا المسار التقني لا يزال مثيرًا للجدل.
يضرب طفرة بطارية الحالة الصلبة
في الآونة الأخيرة ، أصدرت شركة نيسان موتور "رؤية نيسان 2030" وتخطط لاستثمار 2 تريليون ين (112.84 مليار يوان بسعر الصرف اليوم) في السنوات الخمس المقبلة لتسريع نشر منتجات المحركات الكهربائية والابتكار التكنولوجي. ما جذب الكثير من الاهتمام هو أن نيسان أعلنت أيضًا عن الجدول الزمني للإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة ، وستطلق نماذج كهربائية مجهزة ببطاريات أصلية صلبة بالكامل (ASSB) بحلول العام المالي 5. مع تطبيق اختراق جميع- تقنية بطاريات الحالة الصلبة ، ستعمل على تعزيز نيسان بشكل كبير لمواجهة قطاعات السوق المختلفة وإطلاق المزيد والمزيد من النماذج الكهربائية القوية. في الوقت نفسه ، يمكن للبطارية الصلبة بالكامل تقصير وقت الشحن إلى ثلث الأصلي.
تواصل نيسان التزامها بالبحث والتطوير في مجال تكنولوجيا بطاريات أيونات الليثيوم مع إدخال تكنولوجيا خالية من الكوبالت ، ومن المتوقع أن تخفض تكاليف البطارية بنسبة 65٪ بحلول السنة المالية 2028. ووفقًا للخطة ، بحلول السنة المالية 2028 ، يمكن أن تقلل البطاريات الصلبة بالكامل من تكلفة حزم البطاريات إلى 75 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط / ساعة. في الوقت نفسه ، من خلال الابتكار المستمر ، سيتم تخفيض التكلفة إلى 65 دولارًا أمريكيًا للكيلوواط / ساعة في المستقبل لإنتاج السيارات الكهربائية والوقود. تكافؤ تكلفة النموذج.
تجدر الإشارة إلى أن شركة إنفيجن الصينية (Envision Group) الصينية قد استحوذت على شركة AESC ، وهي شركة بطاريات تابعة لشركة نيسان موتور في عام 2019. وفي الوقت الحالي ، تم وضع المرحلة الأولى من محطة Yuanjing AESC Wuxi لبطاريات الطاقة في الإنتاج. كيف سيتقدم مشروع بطاريات الحالة الصلبة لنيسان؟ قال الشخص المسؤول عن نيسان موتور في مقابلة مع مراسل من China Business News إن بطاريات الحالة الصلبة تم تطويرها بشكل مشترك من قبل قسم البحث والتطوير الداخلي في نيسان ومؤسسات البحث العلمي الخارجية والشركاء والموردين. من المقرر بناء مصنع تجريبي في يوكوهاما باليابان في السنة المالية 2024.
ليس فقط نيسان ، ولكن العديد من شركات السيارات شنت هجومًا شرسًا على بطاريات الحالة الصلبة. تضافرت جهود شركات السيارات ومصنعي البطاريات للتغلب على الصعوبات. تتعاون Toyota مع Panasonic ، واستثمرت Volkswagen في QuantumScape ، وهي شركة أمريكية ناشئة للبطارية ، واستثمرت Ford و BMW في Solid Power. يمكن أن يكون لبطارية الحالة الصلبة بالكامل في شركة Solid Power نظريًا نطاق يصل إلى ضعف نطاق بطارية الليثيوم. تخطط BMW لبدء اختبار المركبات المزودة ببطاريات صلبة بالكامل قبل عام 2025 وستطرح للبيع قبل عام 2030. بعد التعاون مع Hydro Quebec ، تشارك مرسيدس-بنز الآن أيضًا في تطوير بطاريات الحالة الصلبة مع Factorial Energy.
Factorial Energy هي شركة تصنيع بطاريات إلكتروليت صلبة مقرها في ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية. تعمل هذه الشركة الناشئة التي تعمل ببطارية الحالة الصلبة البالغة من العمر ست سنوات على توسيع دائرة أصدقائها. بعد Hyundai و Kia ، أصبحت Mercedes-Benz و Stellatis ، رابع أكبر شركة سيارات في العالم ، مؤخرًا شركاء استراتيجيين جديدين لها. بعد التوصل إلى تعاون استراتيجي مع شركة Factorial Energy ، قالت مرسيدس-بنز إنها ستسرع من تطوير تقنية بطاريات الحالة الصلبة وستعمل بشكل مشترك على تطوير تقنية الجيل التالي من البطاريات التي طال انتظارها. الهدف هو بدء اختبار النماذج الأولية للبطاريات في عام 2022 ، وفي نفس الوقت حمل عددًا صغيرًا من منتجات مرسيدس-بنز الكهربائية مع منتجات بطاريات جديدة. ستكون السيارة على الطريق في السنوات الخمس المقبلة. يعتقد كارلوس تافاريس ، الرئيس التنفيذي لشركة Stellantis أيضًا ، أن بطاريات الحالة الصلبة لشركة Factorial Energy ستسرع من الوقت اللازم لتسويق السيارات الكهربائية الجديدة. ستطلق الشركة أول مركبة كهربائية تعمل بتقنية البطاريات الصلبة في عام 2026 والانتقال إلى بطاريات الحالة الصلبة بطريقة أكثر فعالية من حيث التكلفة. تكنولوجيا.
تعمل شركات السيارات المحلية ومصنعو البطاريات أيضًا على تسريع نشر بطاريات الحالة الصلبة. قادت SAIC و GAC على التوالي تمويل جولات E + و E ++ لشركة البطاريات الصلبة Qingtao Development. في الآونة الأخيرة ، تلقت شركة أخرى للبطاريات الصلبة التمويل. يظهر Tianyan Check أن Weilan New Energy أكملت جولة تمويل C بحوالي 500 مليون يوان. يشمل المستثمرون Xiaomi Group و Huawei Technologies و IDG Capital و Weilai Capital و Yuntai Capital. إن تقييم هذه الجولة من تمويل الحرس Lanxin للطاقة يصل إلى 50 مليون يوان. ومع ذلك ، لم تستجب شركات مثل Xiaomi و Huawei لهذه الأخبار.
في بداية هذا العام ، أصدرت NIO بطارية صلبة بقوة 150 كيلو وات في الساعة في يوم NIO. يمكن لبطارية الحالة الصلبة أن تحقق كثافة طاقة عالية جدًا تبلغ 360 وات / كجم. يبلغ عمر بطارية السيارة NIO ET7 سيدان المجهزة بحزمة البطاريات هذه أكثر من 1,000 كيلومتر. من المقرر إطلاق المنتج في عام 2022. التسليم في الربع الأخير من العام. تتكهن الصناعة بأن مورد البطاريات قد يكون Weilan New Energy. قال Weilai في مقابلة مع مراسل من China Business News أنه لا توجد معلومات جديدة للكشف عنها في الوقت الحالي.
تقوم Ningde Times ، مورد بطاريات الطاقة الحالية لـ NIO ، أيضًا بتطوير بطاريات الحالة الصلبة. فيما يتعلق بالتصاعد المتزايد لأبحاث وتطوير بطاريات الحالة الصلبة ، قال رئيس Ningde Times Zeng Yuqun علنًا هذا العام أنه لا توجد بطاريات صلبة يمكن تركيبها في السيارات في غضون 3 إلى 5 سنوات كلها بطاريات صلبة. وذكر أن الخط السائد للبطاريات في المستقبل ليس بالضرورة الليثيوم الثلاثي أو فوسفات الحديد الليثيوم. توجد بعض الأشياء الجديدة في عصر نينغده ، لكن ليس من المناسب التحدث إلى العالم الخارجي. فيما يتعلق بالتقدم المحرز في البحث والتطوير في عصر Ningde في بطاريات الحالة الصلبة ، قال الشخص المعني المسؤول عن الشركة في مقابلة مع CBN أنه لا توجد معلومات جديدة للإفراج عنها.
هل يمكن أن تصبح بطاريات الحالة الصلبة هي القائد الجديد؟
على الرغم من أن الصناعة تتطلع بشغف إلى بطاريات الحالة الصلبة ، إلا أن التكلفة العالية الحالية والتكنولوجيا غير الناضجة تقيد تسويق بطاريات الحالة الصلبة. بعد أن أصدر Weilai خبر بطاريات الحالة الصلبة في يوم NIO ، أثار هذا الأمر شكوكًا كثيرة.
قال وو هوي ، المدير العام لقسم الأبحاث في معهد آيفي للبحوث الاقتصادية وعميد معهد أبحاث صناعة البطاريات الصيني ، في مقابلة مع مراسل من China Business News ، إن سيارة Weilai الجديدة في العام المقبل يجب أن تكون مجهزة شبه صلبة. البطاريات ، ولكن من غير المعروف ما إذا كان يمكن تحقيق ذلك. على المدى القصير ، لا تزال بطاريات الحالة الصلبة غير قادرة على الإنتاج بكميات كبيرة للسيارات الكهربائية على نطاق واسع. الحل الوسط هو بطارية شبه صلبة ، مما يقلل من كمية الإلكتروليت المستخدمة.
أشار تحليل وو هوي إلى أن المشاكل الحالية في تسويق بطاريات الحالة الصلبة تشمل: الموصلية الأيونية المنخفضة للمواد الصلبة بالكهرباء ؛ مقاومة كبيرة للواجهة بين الإلكتروليتات والأقطاب الكهربائية الصلبة ، وسوء توافق الواجهة ، وتمدد حجم كل مادة أثناء الشحن والتفريغ. يؤدي الانكماش إلى فصل سهل للواجهة ؛ يجب تصميم وبناء مواد الإلكترود التي تتطابق مع الإلكتروليت الصلب ؛ تكون تكلفة إنتاج البطارية مرتفعة نسبيًا في هذه المرحلة.
هناك قول مأثور في الصناعة مفاده أن تكلفة بطاريات الحالة الصلبة بالكامل أعلى بأربع مرات من تكلفة بطاريات الليثيوم الحالية. يعتقد Wu Hui أنه بسبب عدم وجود إنتاج ضخم ، من المستحيل مقارنة التكاليف ، لكن تكلفة هذه البطاريات شبه الصلبة الآن أكثر من 4 Yuan / WH ، وتكلفة خلايا بطارية الليثيوم السائلة حوالي 1 ~ 0.7 يوان / WH (من حيث ثلاثة على أساس يوان). قد يكون وقت الإنتاج الضخم لجميع بطاريات الحالة الصلبة حوالي عام 0.8.
بهدف الوصول إلى نقاط الألم الرئيسية الثلاث في الصناعة المتمثلة في عمر بطارية مركبة الطاقة الجديدة ، والسلامة ، والشحن ، تظهر تقنيات مختلفة للبطاريات واحدة تلو الأخرى. من أجل الحصول على حق أكبر في التحدث ، لم تتعاون بعض شركات السيارات المحلية والأجنبية مع موردي البطاريات في مشاريع مشتركة فحسب ، بل شاركت أيضًا بشكل شخصي في السوق. تمتلك شركات السيارات مثل فولكس فاجن وتيسلا تقنية بطاريات مطورة ذاتيًا ومصانع بطاريات.
في مقابلة مع China Business News ووسائل الإعلام الأخرى مؤخرًا ، قال رئيس GAC Zeng Qinghong إن صناعة السيارات العالمية قد بدأت بالفعل معركة من أجل مواهب البطاريات. تم حفر المواهب الأساسية. من خلال البحث والتطوير المستقل على مدى السنوات القليلة الماضية ، تم تحقيق تقنيات الشركة مثل البطاريات فائقة السرعة والبطاريات ذات الألواح السليكونية الإسفنجية.
تم تجهيز GAC AION LX Plus ، الذي تم كشف النقاب عنه في معرض جوانجزو للسيارات الشهر الماضي ، لأول مرة بتقنية البطاريات السالبة المصنوعة من السيليكون الإسفنجي الحصري ، ولدى CLTC نطاق إبحار شامل يصل إلى 1,008،20 كيلومترات. تجعل هذه التقنية ورقة القطب السالب السيليكونية داخل البطارية ناعمة ومرنة مثل الإسفنج ، بحيث يكون تمدد وتقلص السيليكون أثناء الشحن والتفريغ محدودًا ومخزنًا. في الوقت نفسه ، تمتص أيضًا الماء مثل الإسفنج ، مما يسمح للقطب السليكوني السالب بالاستفادة من السعة الكبيرة وتخزينها. المزيد من الطاقة. من خلال هذه التقنية ، من الممكن تقليل حجم خلية بطارية الليثيوم أيون السائلة بنسبة 14٪ والوزن بنسبة XNUMX٪. في المستقبل ، سيتم تخفيض الحجم والوزن بشكل أكبر وخفضهما بأكثر من النصف. على الرغم من تحقيق اختراقات في عمر البطارية ، إلا أنه لم يتم اختبار تكنولوجيا خلية القطب السالب الإسفنجية السليكونية في مجال السيارات الكهربائية بعد في السوق.
في الوقت الحاضر ، أصبح اندماج السيارات الكهربائية وتكنولوجيا البطاريات أكثر خطورة. بينما تواصل شركات السيارات تحدي تكنولوجيا بطاريات الليثيوم السائلة الصعبة ، يجب عليها أيضًا التفكير في مسار التكنولوجيا السائد في المستقبل. من أجل زيادة أوراق المساومة المستقبلية ، اعتمدت بعض شركات السيارات مسارات بطارية متنوعة. قال Zeng Qinghong إن مجموعة GAC ستسرع من تطوير خلايا وقود الهيدروجين وبطاريات الحالة الصلبة في المستقبل. في المستقبل ، ستطور GAC بالتأكيد بطاريات صلبة. لا يتطلب ذلك كثافة الطاقة فحسب ، بل يتطلب أيضًا مشكلة عدم التسخين ، ويجب مراعاة الطاقة والكفاءة والطاقة ، بما في ذلك حجمها الأصغر. الآن بعد أن أصبح التصميم قيد التنفيذ بشكل أساسي ، يجب ألا يكون المسار الفني مشكلة.
في مقابلة مع مراسل من China Business News ، قال مدير المركز التكنولوجي لشركة سيارات الطاقة الجديدة إن بطاريات الحالة الصلبة يجب أن تحقق اختراقات مادية. في الوقت الحالي ، لا يوجد تقدم واضح في هذا المجال ، وقد يستغرق الأمر عشر سنوات لتحقيقه. انطلاقًا من اتجاه التطوير الحالي ، تعد خلايا وقود الهيدروجين أكثر ملاءمة للاستخدام في مجال المركبات التجارية نظرًا لحجمها الأكبر ، بينما يعتمد المسار التقني الرئيسي واتجاه التطوير لمركبات الركاب الجديدة للطاقة بشكل أساسي على بطاريات الليثيوم والحالة الصلبة من المرجح أن تكون مجهزة ببطاريات. .
تنتمي خلايا وقود الهيدروجين وبطاريات الحالة الصلبة إلى طرق تقنية مختلفة. قد يكون هناك العديد من المتغيرات في عملية تحويل بطاريات الليثيوم أيون من سائل إلى صلب. تدخل بطاريات الطاقة في فترة "الربيع والخريف والدول المتحاربة" بطرق فنية مختلفة. إذا حققت خلايا وقود الهيدروجين طفرة تكنولوجية كبيرة أولاً أو ظهرت تقنيات بطاريات جديدة أخرى في منتصف الطريق ، فهل ستشكل تهديدًا لمستقبل بطاريات الحالة الصلبة؟
قال Ouyang Minggao ، الأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم ونائب رئيس جمعية السيارات الكهربائية الصينية لـ 100 ، مؤخرًا إنه يجب تجميع المواد وسيتم وضع بطاريات الحالة الصلبة في تطبيقات تجارية واسعة النطاق بين عامي 2025 و 2030. وأشار إلى أن بطاريات أيونات الليثيوم ستستمر لفترة طويلة. يبلغ الحد الأعلى للطاقة النوعية للجيل الحالي من بطاريات الليثيوم أيون حوالي 300 واط / ساعة لكل كيلوغرام. في عام 2025 ، سيظهر الجيل الأول من بطارية الحالة الصلبة بالكامل مع طاقة معينة تكافئ تقريبًا طاقة بطارية الليثيوم أيون المنحل بالكهرباء الحالية. بعد عام 2030 ، سيكون هناك جيل ثان من بطاريات الحالة الصلبة بالكامل باستخدام مواد جديدة إيجابية وسلبية. ستزيد الطاقة النوعية إلى 500 واط / ساعة لكل كيلوغرام. سيكون هناك أيضًا بطاريات ليثيوم كبريت عالية الطاقة وبطاريات معدنية هوائية. ظهرت الآن بطاريات Nano-ion ، لكن أداء جميع الجوانب لا يمكن أن يلبي متطلبات السيارات عالية الأداء.
"من منظور التنمية المستدامة لصناعة البطاريات ، تشير التقديرات إلى أن بطاريات أيونات الليثيوم الحالية ، بما في ذلك بطاريات الليثيوم أيون الهجينة الصلبة والسائلة ، ستظل مهيمنة تمامًا قبل عام 2030. تصنيع الجيل الأول من جميع- تمثل البطاريات الصلبة ما يقرب من 1٪ من السوق. قد تكون النقطة الزمنية حوالي عام 2030. وبعد عام 2035 ، سيدخل جيل جديد من بطاريات الحالة الصلبة والبوتاسيوم والمغنيسيوم والصوديوم وليثيوم-كبريت وأنواع أخرى من البطاريات إلى السوق. بحلول عام 2050 ، قد يتم تقليل بطاريات الليثيوم أيون السائلة إلى حوالي 20٪ ". يعتقد أويانغ مينغاو ذلك.
الروابط: DSEI2X61-10B NL6448BC20-30 ج