"בין אם אלו טסלה ו-BYD, שנלחמות במלוא עוזה באליפות האנרגיה החדשה העולמית, או "Wei Xiaoli" שרק מיהר לרף 10,000 בנובמבר, כולם מעריצים של סוללות ליתיום. נכון לעכשיו, סוללות ליתיום ברזל פוספט וסוללות ליתיום משולשות תופסות את הרוב המכריע של השוק. עם זאת, נקודות כאב כמו חיי סוללה ובטיחות של סוללות ליתיום עדיין קיימות, ומצבן אינו מוצק. אם סוללת הליתיום טֶכנוֹלוֹגִיָה לא מצליח לבצע פריצות דרך נוספות, פיתוח כלי רכב חשמליים ייתקל בצוואר בקבוק.
"
בין אם אלו טסלה ו-BYD, שנלחמות במלוא עוזה באליפות האנרגיה החדשה העולמית, או "Wei Xiaoli" שרק מיהרו לרף 10,000 בנובמבר, כולם מעריצים של סוללות ליתיום. נכון לעכשיו, סוללות ליתיום ברזל פוספט וסוללות ליתיום משולשות תופסות את הרוב המכריע של השוק. עם זאת, נקודות כאב כמו חיי סוללה ובטיחות סוללות ליתיום עדיין קיימות, ומצבן אינו מוצק. אם טכנולוגיית סוללת הליתיום לא תצליח ליצור פריצות דרך נוספות, פיתוח כלי רכב חשמליים ייתקל בצוואר בקבוק.
סוללות ליתיום-יון פורסמו לראשונה בשנת 1991. נכון להיום, סוללות ליתיום-יון נוזליות הפכו למסלול הטכני הנפוץ ביותר בתחום רכבי האנרגיה החדשים, אך ההתקדמות הטכנולוגית הייתה איטית יחסית. בשנים האחרונות, סוללות מצב מוצק נחשבות כממשיכות לגבש את מעמדה של סוללות ליתיום-יון. בשונה מסוללות הליתיום-יון הנפוצות כיום, סוללות מוצק הן סוללות המשתמשות באלקטרודות מוצקות ובאלקטרוליטים מוצקים, המחליפות את האלקטרוליט של סוללות הליתיום הקודמות ומשפרות מאוד את צפיפות האנרגיה של סוללות הליתיום.
סוללות כוח הוכתרו כ"לבם" של כלי רכב חשמליים. טכנולוגיית מצב מוצק פורצת דרך פותחה כדי לפתור בעיות כמו טווח שיוט ובטיחות שמעכבות את הקידום הנרחב של כלי רכב חשמליים. מי שישלוט בטכנולוגיה הזו ראשון יתחרה בעתיד. יש לך זכות גדולה יותר לדבר באמצע. על מנת להאיץ את הטרנספורמציה של החשמול, ענקיות רכב רב-לאומיות כמו ניסאן, טויוטה, ב.מ.וו ומרצדס-בנץ פרסו בתחום המצברים המוצקים. מספר השחקנים במסלול זה ממשיך לעלות. לאחרונה דווח כי גם חברות טכנולוגיה כמו Xiaomi ו-Huawei החלו להיכנס למשחק. למרות שסוללות מצב מוצק תופסות מקום בהדרגה בתעשיית הרכב, מכיוון שקשה להשיג את הייצור ההמוני המסחרי שלהן בטווח הקצר, המסלול הטכני הזה עדיין שנוי במחלוקת.
בום הסוללה במצב מוצק מכה
לאחרונה, חברת ניסן מוטור פרסמה את "ניסאן מוטור 2030 Vision" ומתכננת להשקיע 2 טריליון ין (112.84 מיליארד יואן בשער החליפין של היום) ב-5 השנים הקרובות כדי להאיץ את פריסת מוצרי ההנעה החשמלית והחדשנות הטכנולוגית. מה שמשך תשומת לב רבה הוא שניסן הכריזה גם על לוח הזמנים לייצור המוני של סוללות מצב מוצק, ותשיק דגמים חשמליים המצוידים בסוללות מקוריות של מצב מוצק (ASSB) עד שנת הכספים 2028. עם יישום פריצת הדרך של כל- טכנולוגיית סוללות מוצק, היא תקדם מאוד את ניסאן להתמודד עם פלחי שוק שונים ולהשיק דגמים חשמליים חזקים יותר ויותר. במקביל, סוללת המצב המוצק יכולה לקצר את זמן הטעינה לשליש מהמקור.
ניסאן ממשיכה להיות מחויבת למחקר ולפיתוח של טכנולוגיית סוללות ליתיום-יון תוך הצגת טכנולוגיה נטולת קובלט, וצפויה להפחית את עלויות הסוללה ב-65% עד שנת הכספים 2028. על פי התוכנית, עד שנת הכספים 2028, סוללות מוצקות יכולות להוזיל את העלות של ערכות סוללות ל-75 דולר ארה"ב לקילו-וואט-שעה. במקביל, באמצעות חדשנות מתמשכת, העלות תופחת עוד יותר ל-65 דולר ארה"ב לקילו-וואט-שעה בעתיד למימוש כלי רכב חשמליים ודלק. שווי עלות של הדגם.
ראוי לציין כי AESC, חברת סוללות תחת ניסאן מוטור, נרכשה על ידי חברת Envision Group הסינית בשנת 2019. נכון לעכשיו, השלב הראשון של Yuanjing AESC Wuxi Power Battery Plant הוכנס לייצור. כיצד יתקדם פרויקט סוללת המצב המוצק של ניסאן? האחראי הרלוונטי של ניסאן מוטור אמר בראיון לכתב מ-China Business News כי סוללות מצב מוצק מפותחות במשותף על ידי מחלקת המו"פ הפנימית של ניסאן ומוסדות מחקר מדעיים חיצוניים, שותפים וספקים. מפעל פיילוט מתוכנן לקום ביוקוהמה, יפן בשנת הכספים 2024.
לא רק ניסאן, אלא חברות רכב רבות פתחו במתקפה עזה על סוללות מוצק. חברות רכב ויצרניות מצברים שילבו ידיים כדי להתגבר על קשיים. טויוטה משתפת פעולה עם פנסוניק, פולקסווגן השקיעה ב-QuantumScape, סטארט-אפ סוללות בארה"ב, ופורד וב.מ.וו השקיעו בסוליד פאוור. תיאורטית לסוללת המצב המוצק של Solid Power יכולה להיות טווח של עד פי שניים מזה של סוללת ליתיום. ב.מ.וו מתכננת להתחיל בבדיקות דרכים של רכבים המצוידים בסוללות מוצק לחלוטין לפני 2025 ולהימכר לפני 2030. בעקבות שיתוף הפעולה עם הידרו קוויבק, מרצדס-בנץ משתפת כעת גם בפיתוח סוללות מוצק עם אנרגיה פקטורית.
Facttorial Energy היא יצרנית סוללות אלקטרוליטים מוצקות שבסיסה במסצ'וסטס, ארה"ב. סטארט-אפ סוללה בן שש שנים זה מרחיב את מעגל החברים שלו. בעקבות יונדאי וקיה, מרצדס בנץ וסטלטיס, חברת הרכב הרביעית בגודלה בעולם, הפכו לאחרונה לשותפות ההשקעות האסטרטגיות החדשות שלה. לאחר שהגיעה לשיתוף פעולה אסטרטגי עם Facttorial Energy, מרצדס-בנץ אמרה כי היא תאיץ את הפיתוח של טכנולוגיית המצברים המוצקים ותפתח במשותף את טכנולוגיית הסוללות של הדור הבא המיוחלת לה. המטרה היא להתחיל בבדיקת אבות טיפוס של סוללות ב-2022, ובמקביל לשאת מספר קטן של מוצרים חשמליים של מרצדס בנץ עם מוצרי סוללה חדשים. המכונית תעלה על הכביש בחמש השנים הקרובות. גם מנכ"ל Stellantis, Carlos Tavares, מאמין שסוללות המצב המוצק של Facttorial Energy יאיץ את זמן היציאה לשוק עבור כלי רכב חשמליים חדשים. החברה תשיק בשנת 2026 את הרכב החשמלי הראשון בטכנולוגיית מצב מוצק ותעבור לסוללות מצב מוצק בצורה חסכונית יותר. טֶכנוֹלוֹגִיָה.
גם חברות רכב מקומיות ויצרניות סוללות מאיצים את הפריסה של סוללות מוצק. SAIC ו-GAC בהתאמה הובילו את המימון של סבבי E+ ו-E++ של חברת הסוללות Qingtao Development. לאחרונה קיבלה חברת סוללות נוספת במצב מוצק מימון. טיאניאן צ'ק מראה כי Weilan New Energy השלימה סבב גיוס C של כ-500 מיליון יואן. המשקיעים כוללים את Xiaomi Group, Huawei Technologies, IDG Capital, Weilai Capital ו-Yuntai Capital. הערכת השווי של סבב מימון זה של המשמר Lanxin Energy מגיעה ל-50. 100 מיליון יואן. עם זאת, חברות כמו Xiaomi ו-Huawei לא הגיבו לידיעה הזו.
בתחילת שנה זו, NIO הוציאה סוללת 150kWh במצב מוצק ביום NIO. סוללת המצב המוצק יכולה להשיג צפיפות אנרגיה גבוהה במיוחד של 360Wh/kg. ל-NIO ET7 סדאן המצוידת בחבילת סוללות זו תהיה חיי סוללה של יותר מ-1,000 קילומטרים. המוצר אמור להיות מושק בשנת 2022. אספקה ברבעון הרביעי של השנה. התעשייה משערת שספק הסוללות עשוי להיות Weilan New Energy. ויילאי אמר בראיון לכתב מ-China Business News כי אין מידע חדש לחשוף לעת עתה.
ספקית סוללות החשמל הקיימת של NIO, Ningde Times, מפתחת גם היא סוללות מוצק. בנוגע לעלייה הגוברת של מחקר ופיתוח סוללות מצב מוצק, יו"ר Ningde Times, Zeng Yuqun, אמר השנה בפומבי שאף אחת מהסוללות במצב מוצק שניתן לבנות במכוניות תוך 3 עד 5 שנים אינן כולן סוללות מצב מוצק. הוא הזכיר שהליין המרכזי של סוללות בעתיד אינו בהכרח ליתיום טריני או פוספט ליתיום ברזל. יש כמה דברים חדשים בעידן נינגדה, אבל זה לא נוח לדבר עם העולם שבחוץ. בנוגע להתקדמות המחקר והפיתוח של עידן Ningde בסוללות מצב מוצק, הגורם הרלוונטי שאחראי על החברה אמר בראיון ל-CBN כי אין מידע חדש לפרסם.
האם סוללות מוצק יכולות להפוך למנהיגה החדשה?
למרות שהתעשייה מצפה בקוצר רוח לסוללות מצב מוצק, העלות הגבוהה הנוכחית והטכנולוגיה הלא בשלה מגבילות את המסחור של סוללות מצב מוצק. לאחר שוויילאי פרסם את החדשות על סוללות מוצק ביום NIO, היא עוררה פעם ספקות רבים.
Wu Hui, המנהל הכללי של מחלקת המחקר של מכון אייבי למחקר כלכלי ודיקן המכון לחקר תעשיית הסוללות בסין, אמר בראיון לכתב מ-China Business News כי המכונית החדשה של ויילאי בשנה הבאה צריכה להיות מצוידת במוצק למחצה. סוללות, אך לא ידוע אם ניתן לממש זאת. בטווח הקצר, סוללות מצב מוצק עדיין אינן מסוגלות לייצור המוני עבור כלי רכב חשמליים בקנה מידה גדול. פתרון הפשרה הוא סוללה חצי מוצקה, המפחיתה את כמות האלקטרוליטים בשימוש.
הניתוח של Wu Hui הצביע על כך שהבעיות הנוכחיות במסחור של סוללות מוצק כוללות: מוליכות יונית נמוכה של חומרים אלקטרוליטים מוצקים; עכבת ממשק גדולה בין אלקטרוליטים מוצקים ואלקטרודות, תאימות ממשק לקויה והתרחבות הנפח של כל חומר במהלך טעינה ופריקה. הצטמקות מובילה להפרדה קלה של הממשק; יש לתכנן ולבנות חומרי אלקטרודה התואמים את האלקטרוליט המוצק; עלות הייצור של הסוללה גבוהה יחסית בשלב זה.
יש פתגם בתעשייה שהעלות של סוללות כל-מצב מוצק גבוהה יותר מפי 4 מזו של סוללות ליתיום קיימות. Wu Hui מאמין שבגלל שאין ייצור המוני, אי אפשר להשוות עלויות, אבל העלות של סוללות חצי מוצקות אלו היא כעת יותר מיואן/WH, והעלות של תאי סוללת ליתיום נוזליים היא בערך 1~0.7 יואן /WH (במונחים של שלושה יואן מבוסס). זמן הייצור ההמוני של כל הסוללות במצב מוצק עשוי להיות בסביבות 0.8.
מכוונים לשלוש נקודות הכאב העיקריות בתעשייה של חיי סוללה, בטיחות וטעינה של רכבי אנרגיה חדשים, טכנולוגיות סוללות שונות צצות בזו אחר זו. כדי לקבל זכות דיבור גדולה יותר, כמה חברות רכב מקומיות וזרות לא רק שיתפו פעולה עם ספקי סוללות במיזמים משותפים, אלא גם השתתפו באופן אישי בשוק. לחברות רכב כמו פולקסווגן וטסלה יש טכנולוגיית סוללות בפיתוח עצמי ובנו מפעלי סוללות.
בראיון ל-China Business News ולתקשורת אחרת, אמר יו"ר GAC, Zeng Qinghong, כי תעשיית הרכב העולמית כבר החלה בקרב על כישרונות הסוללה. כישרונות הליבה נחפרו. באמצעות מחקר ופיתוח עצמאיים במהלך השנים האחרונות, הושגו הטכנולוגיות של החברה כגון סוללות מהירות סופר וסוללות ספוג סיליקון שלילי.
ה-GAC AION LX Plus, שנחשף בתערוכת הרכב בגואנגג'ואו בחודש שעבר, מצויד לראשונה בטכנולוגיית סוללת האלקטרודה השלילית של סיליקון ספוג שפותחה בעצמה, ול-CLTC טווח שיוט מקיף של עד 1,008 קילומטרים. טכנולוגיה זו הופכת את יריעת האלקטרודה השלילית של הסיליקון בתוך הסוללה לרכה ואלסטית כמו ספוג, כך שההתרחבות והתכווצות הסיליקון במהלך הטעינה והפריקה מוגבלת ומוגמרת. במקביל, הוא גם סופג מים כמו ספוג, מה שמאפשר לאלקטרודת הסיליקון השלילית לנצל את הקיבולת הגדולה ולאגור אותה. יותר אנרגיה. באמצעות טכנולוגיה זו ניתן להפחית את נפח תא סוללת הליתיום-יון הנוזלי ב-20% ואת המשקל ב-14%. בעתיד, הנפח והמשקל יופחתו עוד יותר ויצטמצמו ביותר מחצי. למרות שנעשו פריצות דרך בחיי הסוללה, האם טכנולוגיית תאי האלקטרודות השליליות של סיליקון ספוג ניתנת לפופולריות בתחום הרכב החשמלי טרם נבדקה על ידי השוק.
נכון לעכשיו, התפתחות כלי הרכב החשמליים וטכנולוגיית המצברים הופכת יותר ויותר רצינית. בעוד שחברות הרכב ממשיכות לאתגר את טכנולוגיית סוללת הליתיום הנוזלית הקשה, עליהן לשקול גם את מסלול הטכנולוגיה המיינסטרים בעתיד. על מנת להגדיל את קלפי המיקוח העתידיים, חלק מחברות הרכב אימצו מסלולי סוללה מגוונים. Zeng Qinghong אמר כי GAC Group תאיץ את הפיתוח של תאי דלק מימן וסוללות מוצק בעתיד. בעתיד, GAC בהחלט תפתח סוללות מוצק. זה דורש לא רק צפיפות אנרגיה, אלא גם את בעיית אי החימום, ויש להתחשב בהספק, יעילות ואנרגיה, כולל גודלו הקטן יותר. עכשיו, כשהתכנון בעצם נמצא בעיצומו, המסלול הטכני לא אמור להיות בעיה.
בראיון לכתב מ-China Business News, מנהל המרכז הטכנולוגי של חברת רכבי אנרגיה חדשה אמר שסוללות מוצק חייבות להשיג פריצות דרך חומריות. נכון לעכשיו, אין התקדמות ברורה בתחום זה, וייתכן שייקח עשר שנים להשיג. אם לשפוט ממגמת הפיתוח הנוכחית, תאי דלק מימן מתאימים יותר לשימוש בתחום הרכב המסחרי בשל גודלם הגדול יותר, בעוד שהמסלול הטכני העיקרי וכיוון הפיתוח של רכבי נוסעים חדשים באנרגיה מבוססים בעיקר על סוללות ליתיום, ומצב מוצק יש סיכוי גבוה יותר שהסוללות יהיו מצוידות. .
תאי דלק מימן וסוללות מצב מוצק שייכים למסלולים טכניים שונים. עשויים להיות משתנים רבים בתהליך של הפיכת סוללות ליתיום-יון מנוזל למוצק. סוללות כוח נכנסות לתקופת "אביב וסתיו ומדינות לוחמות" של מסלולים טכניים שונים. אם תאי דלק מימן יקבלו פריצת דרך טכנולוגית גדולה תחילה או שטכנולוגיות סוללות חדשות אחרות יצאו באמצע הדרך, האם הם יהוו איום על עתיד סוללות המצב המוצק?
Ouyang Minggao, אקדמאי של האקדמיה הסינית למדעים וסגן יו"ר איגוד הרכבים החשמליים בסין של 100, אמר לאחרונה כי יש לצבור חומרים וסוללות המצב המוצק יוכנסו ליישומים מסחריים בקנה מידה גדול בין 2025 ל-2030. הוא ציין שסוללות ליתיום-יון יחזיקו מעמד זמן רב. הגבול העליון של האנרגיה הספציפית של הדור הנוכחי של סוללות ליתיום-יון הוא כ-300 וואט-שעה לק"ג. בשנת 2025, תופיע סוללת הדור הראשון במצב מוצק עם אנרגיה ספציפית שווה ערך לזו של סוללת הליתיום-יון האלקטרוליט הנוזלי הקיימת. לאחר 2030, יהיה דור שני של סוללות במצב מוצק עם חומרים חיוביים ושליליים חדשים. האנרגיה הספציפית תגדל ל-500 וואט-שעה לקילוגרם. יהיו גם סוללות ליתיום-גופרית באנרגיה גבוהה וסוללות מתכת-אוויר. כעת הופיעו סוללות ננו-יון, אך הביצועים של כל ההיבטים אינם יכולים לעמוד בדרישות של מכוניות בעלות ביצועים גבוהים.
"מנקודת המבט של פיתוח בר-קיימא של תעשיית הסוללות, ההערכה היא שסוללות ליתיום-יון קיימות, כולל סוללות ליתיום-יון היברידיות מוצק-נוזל, עדיין יהיו דומיננטיות לחלוטין לפני 2030. התיעוש של הדור הראשון של כל- סוללות מצב מוצק מהוות קרוב ל-1% מהשוק. נקודת הזמן עשויה להיות בסביבות 2030. לאחר 2035 ייכנס לשוק דור חדש של סוללות מצב מוצק, אשלגן, מגנזיום, נתרן, ליתיום גופרית ושאר סוגי הסוללות. עד שנת 2050, סוללות ליתיום-יון נוזליות עשויות להיות מופחתות לכ-20%". Ouyang Minggao חושב כך.
בין אם אלו טסלה ו-BYD, שנלחמות במלוא עוזה באליפות האנרגיה החדשה העולמית, או "Wei Xiaoli" שרק מיהרו לרף 10,000 בנובמבר, כולם מעריצים של סוללות ליתיום. נכון לעכשיו, סוללות ליתיום ברזל פוספט וסוללות ליתיום משולשות תופסות את הרוב המכריע של השוק. עם זאת, נקודות כאב כמו חיי סוללה ובטיחות סוללות ליתיום עדיין קיימות, ומצבן אינו מוצק. אם טכנולוגיית סוללת הליתיום לא תצליח ליצור פריצות דרך נוספות, פיתוח כלי רכב חשמליים ייתקל בצוואר בקבוק.
סוללות ליתיום-יון פורסמו לראשונה בשנת 1991. נכון להיום, סוללות ליתיום-יון נוזליות הפכו למסלול הטכני הנפוץ ביותר בתחום רכבי האנרגיה החדשים, אך ההתקדמות הטכנולוגית הייתה איטית יחסית. בשנים האחרונות, סוללות מצב מוצק נחשבות כממשיכות לגבש את מעמדה של סוללות ליתיום-יון. בשונה מסוללות הליתיום-יון הנפוצות כיום, סוללות מוצק הן סוללות המשתמשות באלקטרודות מוצקות ובאלקטרוליטים מוצקים, המחליפות את האלקטרוליט של סוללות הליתיום הקודמות ומשפרות מאוד את צפיפות האנרגיה של סוללות הליתיום.
סוללות כוח הוכתרו כ"לבם" של כלי רכב חשמליים. טכנולוגיית מצב מוצק פורצת דרך פותחה כדי לפתור בעיות כמו טווח שיוט ובטיחות שמעכבות את הקידום הנרחב של כלי רכב חשמליים. מי שישלוט בטכנולוגיה הזו ראשון יתחרה בעתיד. יש לך זכות גדולה יותר לדבר באמצע. על מנת להאיץ את הטרנספורמציה של החשמול, ענקיות רכב רב-לאומיות כמו ניסאן, טויוטה, ב.מ.וו ומרצדס-בנץ פרסו בתחום המצברים המוצקים. מספר השחקנים במסלול זה ממשיך לעלות. לאחרונה דווח כי גם חברות טכנולוגיה כמו Xiaomi ו-Huawei החלו להיכנס למשחק. למרות שסוללות מצב מוצק תופסות מקום בהדרגה בתעשיית הרכב, מכיוון שקשה להשיג את הייצור ההמוני המסחרי שלהן בטווח הקצר, המסלול הטכני הזה עדיין שנוי במחלוקת.
בום הסוללה במצב מוצק מכה
לאחרונה, חברת ניסן מוטור פרסמה את "ניסאן מוטור 2030 Vision" ומתכננת להשקיע 2 טריליון ין (112.84 מיליארד יואן בשער החליפין של היום) ב-5 השנים הקרובות כדי להאיץ את פריסת מוצרי ההנעה החשמלית והחדשנות הטכנולוגית. מה שמשך תשומת לב רבה הוא שניסן הכריזה גם על לוח הזמנים לייצור המוני של סוללות מצב מוצק, ותשיק דגמים חשמליים המצוידים בסוללות מקוריות של מצב מוצק (ASSB) עד שנת הכספים 2028. עם יישום פריצת הדרך של כל- טכנולוגיית סוללות מוצק, היא תקדם מאוד את ניסאן להתמודד עם פלחי שוק שונים ולהשיק דגמים חשמליים חזקים יותר ויותר. במקביל, סוללת המצב המוצק יכולה לקצר את זמן הטעינה לשליש מהמקור.
ניסאן ממשיכה להיות מחויבת למחקר ולפיתוח של טכנולוגיית סוללות ליתיום-יון תוך הצגת טכנולוגיה נטולת קובלט, וצפויה להפחית את עלויות הסוללה ב-65% עד שנת הכספים 2028. על פי התוכנית, עד שנת הכספים 2028, סוללות מוצקות יכולות להוזיל את העלות של ערכות סוללות ל-75 דולר ארה"ב לקילו-וואט-שעה. במקביל, באמצעות חדשנות מתמשכת, העלות תופחת עוד יותר ל-65 דולר ארה"ב לקילו-וואט-שעה בעתיד למימוש כלי רכב חשמליים ודלק. שווי עלות של הדגם.
ראוי לציין כי AESC, חברת סוללות תחת ניסאן מוטור, נרכשה על ידי חברת Envision Group הסינית בשנת 2019. נכון לעכשיו, השלב הראשון של Yuanjing AESC Wuxi Power Battery Plant הוכנס לייצור. כיצד יתקדם פרויקט סוללת המצב המוצק של ניסאן? האחראי הרלוונטי של ניסאן מוטור אמר בראיון לכתב מ-China Business News כי סוללות מצב מוצק מפותחות במשותף על ידי מחלקת המו"פ הפנימית של ניסאן ומוסדות מחקר מדעיים חיצוניים, שותפים וספקים. מפעל פיילוט מתוכנן לקום ביוקוהמה, יפן בשנת הכספים 2024.
לא רק ניסאן, אלא חברות רכב רבות פתחו במתקפה עזה על סוללות מוצק. חברות רכב ויצרניות מצברים שילבו ידיים כדי להתגבר על קשיים. טויוטה משתפת פעולה עם פנסוניק, פולקסווגן השקיעה ב-QuantumScape, סטארט-אפ סוללות בארה"ב, ופורד וב.מ.וו השקיעו בסוליד פאוור. תיאורטית לסוללת המצב המוצק של Solid Power יכולה להיות טווח של עד פי שניים מזה של סוללת ליתיום. ב.מ.וו מתכננת להתחיל בבדיקות דרכים של רכבים המצוידים בסוללות מוצק לחלוטין לפני 2025 ולהימכר לפני 2030. בעקבות שיתוף הפעולה עם הידרו קוויבק, מרצדס-בנץ משתפת כעת גם בפיתוח סוללות מוצק עם אנרגיה פקטורית.
Facttorial Energy היא יצרנית סוללות אלקטרוליטים מוצקות שבסיסה במסצ'וסטס, ארה"ב. סטארט-אפ סוללה בן שש שנים זה מרחיב את מעגל החברים שלו. בעקבות יונדאי וקיה, מרצדס בנץ וסטלטיס, חברת הרכב הרביעית בגודלה בעולם, הפכו לאחרונה לשותפות ההשקעות האסטרטגיות החדשות שלה. לאחר שהגיעה לשיתוף פעולה אסטרטגי עם Facttorial Energy, מרצדס-בנץ אמרה כי היא תאיץ את הפיתוח של טכנולוגיית המצברים המוצקים ותפתח במשותף את טכנולוגיית הסוללות של הדור הבא המיוחלת לה. המטרה היא להתחיל בבדיקת אבות טיפוס של סוללות ב-2022, ובמקביל לשאת מספר קטן של מוצרים חשמליים של מרצדס בנץ עם מוצרי סוללה חדשים. המכונית תעלה על הכביש בחמש השנים הקרובות. גם מנכ"ל Stellantis, Carlos Tavares, מאמין שסוללות המצב המוצק של Facttorial Energy יאיץ את זמן היציאה לשוק עבור כלי רכב חשמליים חדשים. החברה תשיק בשנת 2026 את הרכב החשמלי הראשון בטכנולוגיית מצב מוצק ותעבור לסוללות מצב מוצק בצורה חסכונית יותר. טֶכנוֹלוֹגִיָה.
גם חברות רכב מקומיות ויצרניות סוללות מאיצים את הפריסה של סוללות מוצק. SAIC ו-GAC בהתאמה הובילו את המימון של סבבי E+ ו-E++ של חברת הסוללות Qingtao Development. לאחרונה קיבלה חברת סוללות נוספת במצב מוצק מימון. טיאניאן צ'ק מראה כי Weilan New Energy השלימה סבב גיוס C של כ-500 מיליון יואן. המשקיעים כוללים את Xiaomi Group, Huawei Technologies, IDG Capital, Weilai Capital ו-Yuntai Capital. הערכת השווי של סבב מימון זה של המשמר Lanxin Energy מגיעה ל-50. 100 מיליון יואן. עם זאת, חברות כמו Xiaomi ו-Huawei לא הגיבו לידיעה הזו.
בתחילת שנה זו, NIO הוציאה סוללת 150kWh במצב מוצק ביום NIO. סוללת המצב המוצק יכולה להשיג צפיפות אנרגיה גבוהה במיוחד של 360Wh/kg. ל-NIO ET7 סדאן המצוידת בחבילת סוללות זו תהיה חיי סוללה של יותר מ-1,000 קילומטרים. המוצר אמור להיות מושק בשנת 2022. אספקה ברבעון הרביעי של השנה. התעשייה משערת שספק הסוללות עשוי להיות Weilan New Energy. ויילאי אמר בראיון לכתב מ-China Business News כי אין מידע חדש לחשוף לעת עתה.
ספקית סוללות החשמל הקיימת של NIO, Ningde Times, מפתחת גם היא סוללות מוצק. בנוגע לעלייה הגוברת של מחקר ופיתוח סוללות מצב מוצק, יו"ר Ningde Times, Zeng Yuqun, אמר השנה בפומבי שאף אחת מהסוללות במצב מוצק שניתן לבנות במכוניות תוך 3 עד 5 שנים אינן כולן סוללות מצב מוצק. הוא הזכיר שהליין המרכזי של סוללות בעתיד אינו בהכרח ליתיום טריני או פוספט ליתיום ברזל. יש כמה דברים חדשים בעידן נינגדה, אבל זה לא נוח לדבר עם העולם שבחוץ. בנוגע להתקדמות המחקר והפיתוח של עידן Ningde בסוללות מצב מוצק, הגורם הרלוונטי שאחראי על החברה אמר בראיון ל-CBN כי אין מידע חדש לפרסם.
האם סוללות מוצק יכולות להפוך למנהיגה החדשה?
למרות שהתעשייה מצפה בקוצר רוח לסוללות מצב מוצק, העלות הגבוהה הנוכחית והטכנולוגיה הלא בשלה מגבילות את המסחור של סוללות מצב מוצק. לאחר שוויילאי פרסם את החדשות על סוללות מוצק ביום NIO, היא עוררה פעם ספקות רבים.
Wu Hui, המנהל הכללי של מחלקת המחקר של מכון אייבי למחקר כלכלי ודיקן המכון לחקר תעשיית הסוללות בסין, אמר בראיון לכתב מ-China Business News כי המכונית החדשה של ויילאי בשנה הבאה צריכה להיות מצוידת במוצק למחצה. סוללות, אך לא ידוע אם ניתן לממש זאת. בטווח הקצר, סוללות מצב מוצק עדיין אינן מסוגלות לייצור המוני עבור כלי רכב חשמליים בקנה מידה גדול. פתרון הפשרה הוא סוללה חצי מוצקה, המפחיתה את כמות האלקטרוליטים בשימוש.
הניתוח של Wu Hui הצביע על כך שהבעיות הנוכחיות במסחור של סוללות מוצק כוללות: מוליכות יונית נמוכה של חומרים אלקטרוליטים מוצקים; עכבת ממשק גדולה בין אלקטרוליטים מוצקים ואלקטרודות, תאימות ממשק לקויה והתרחבות הנפח של כל חומר במהלך טעינה ופריקה. הצטמקות מובילה להפרדה קלה של הממשק; יש לתכנן ולבנות חומרי אלקטרודה התואמים את האלקטרוליט המוצק; עלות הייצור של הסוללה גבוהה יחסית בשלב זה.
יש פתגם בתעשייה שהעלות של סוללות כל-מצב מוצק גבוהה יותר מפי 4 מזו של סוללות ליתיום קיימות. Wu Hui מאמין שבגלל שאין ייצור המוני, אי אפשר להשוות עלויות, אבל העלות של סוללות חצי מוצקות אלו היא כעת יותר מיואן/WH, והעלות של תאי סוללת ליתיום נוזליים היא בערך 1~0.7 יואן /WH (במונחים של שלושה יואן מבוסס). זמן הייצור ההמוני של כל הסוללות במצב מוצק עשוי להיות בסביבות 0.8.
מכוונים לשלוש נקודות הכאב העיקריות בתעשייה של חיי סוללה, בטיחות וטעינה של רכבי אנרגיה חדשים, טכנולוגיות סוללות שונות צצות בזו אחר זו. כדי לקבל זכות דיבור גדולה יותר, כמה חברות רכב מקומיות וזרות לא רק שיתפו פעולה עם ספקי סוללות במיזמים משותפים, אלא גם השתתפו באופן אישי בשוק. לחברות רכב כמו פולקסווגן וטסלה יש טכנולוגיית סוללות בפיתוח עצמי ובנו מפעלי סוללות.
בראיון ל-China Business News ולתקשורת אחרת, אמר יו"ר GAC, Zeng Qinghong, כי תעשיית הרכב העולמית כבר החלה בקרב על כישרונות הסוללה. כישרונות הליבה נחפרו. באמצעות מחקר ופיתוח עצמאיים במהלך השנים האחרונות, הושגו הטכנולוגיות של החברה כגון סוללות מהירות סופר וסוללות ספוג סיליקון שלילי.
ה-GAC AION LX Plus, שנחשף בתערוכת הרכב בגואנגג'ואו בחודש שעבר, מצויד לראשונה בטכנולוגיית סוללת האלקטרודה השלילית של סיליקון ספוג שפותחה בעצמה, ול-CLTC טווח שיוט מקיף של עד 1,008 קילומטרים. טכנולוגיה זו הופכת את יריעת האלקטרודה השלילית של הסיליקון בתוך הסוללה לרכה ואלסטית כמו ספוג, כך שההתרחבות והתכווצות הסיליקון במהלך הטעינה והפריקה מוגבלת ומוגמרת. במקביל, הוא גם סופג מים כמו ספוג, מה שמאפשר לאלקטרודת הסיליקון השלילית לנצל את הקיבולת הגדולה ולאגור אותה. יותר אנרגיה. באמצעות טכנולוגיה זו ניתן להפחית את נפח תא סוללת הליתיום-יון הנוזלי ב-20% ואת המשקל ב-14%. בעתיד, הנפח והמשקל יופחתו עוד יותר ויצטמצמו ביותר מחצי. למרות שנעשו פריצות דרך בחיי הסוללה, האם טכנולוגיית תאי האלקטרודות השליליות של סיליקון ספוג ניתנת לפופולריות בתחום הרכב החשמלי טרם נבדקה על ידי השוק.
נכון לעכשיו, התפתחות כלי הרכב החשמליים וטכנולוגיית המצברים הופכת יותר ויותר רצינית. בעוד שחברות הרכב ממשיכות לאתגר את טכנולוגיית סוללת הליתיום הנוזלית הקשה, עליהן לשקול גם את מסלול הטכנולוגיה המיינסטרים בעתיד. על מנת להגדיל את קלפי המיקוח העתידיים, חלק מחברות הרכב אימצו מסלולי סוללה מגוונים. Zeng Qinghong אמר כי GAC Group תאיץ את הפיתוח של תאי דלק מימן וסוללות מוצק בעתיד. בעתיד, GAC בהחלט תפתח סוללות מוצק. זה דורש לא רק צפיפות אנרגיה, אלא גם את בעיית אי החימום, ויש להתחשב בהספק, יעילות ואנרגיה, כולל גודלו הקטן יותר. עכשיו, כשהתכנון בעצם נמצא בעיצומו, המסלול הטכני לא אמור להיות בעיה.
בראיון לכתב מ-China Business News, מנהל המרכז הטכנולוגי של חברת רכבי אנרגיה חדשה אמר שסוללות מוצק חייבות להשיג פריצות דרך חומריות. נכון לעכשיו, אין התקדמות ברורה בתחום זה, וייתכן שייקח עשר שנים להשיג. אם לשפוט ממגמת הפיתוח הנוכחית, תאי דלק מימן מתאימים יותר לשימוש בתחום הרכב המסחרי בשל גודלם הגדול יותר, בעוד שהמסלול הטכני העיקרי וכיוון הפיתוח של רכבי נוסעים חדשים באנרגיה מבוססים בעיקר על סוללות ליתיום, ומצב מוצק יש סיכוי גבוה יותר שהסוללות יהיו מצוידות. .
תאי דלק מימן וסוללות מצב מוצק שייכים למסלולים טכניים שונים. עשויים להיות משתנים רבים בתהליך של הפיכת סוללות ליתיום-יון מנוזל למוצק. סוללות כוח נכנסות לתקופת "אביב וסתיו ומדינות לוחמות" של מסלולים טכניים שונים. אם תאי דלק מימן יקבלו פריצת דרך טכנולוגית גדולה תחילה או שטכנולוגיות סוללות חדשות אחרות יצאו באמצע הדרך, האם הם יהוו איום על עתיד סוללות המצב המוצק?
Ouyang Minggao, אקדמאי של האקדמיה הסינית למדעים וסגן יו"ר איגוד הרכבים החשמליים בסין של 100, אמר לאחרונה כי יש לצבור חומרים וסוללות המצב המוצק יוכנסו ליישומים מסחריים בקנה מידה גדול בין 2025 ל-2030. הוא ציין שסוללות ליתיום-יון יחזיקו מעמד זמן רב. הגבול העליון של האנרגיה הספציפית של הדור הנוכחי של סוללות ליתיום-יון הוא כ-300 וואט-שעה לק"ג. בשנת 2025, תופיע סוללת הדור הראשון במצב מוצק עם אנרגיה ספציפית שווה ערך לזו של סוללת הליתיום-יון האלקטרוליט הנוזלי הקיימת. לאחר 2030, יהיה דור שני של סוללות במצב מוצק עם חומרים חיוביים ושליליים חדשים. האנרגיה הספציפית תגדל ל-500 וואט-שעה לקילוגרם. יהיו גם סוללות ליתיום-גופרית באנרגיה גבוהה וסוללות מתכת-אוויר. כעת הופיעו סוללות ננו-יון, אך הביצועים של כל ההיבטים אינם יכולים לעמוד בדרישות של מכוניות בעלות ביצועים גבוהים.
"מנקודת המבט של פיתוח בר-קיימא של תעשיית הסוללות, ההערכה היא שסוללות ליתיום-יון קיימות, כולל סוללות ליתיום-יון היברידיות מוצק-נוזל, עדיין יהיו דומיננטיות לחלוטין לפני 2030. התיעוש של הדור הראשון של כל- סוללות מצב מוצק מהוות קרוב ל-1% מהשוק. נקודת הזמן עשויה להיות בסביבות 2030. לאחר 2035 ייכנס לשוק דור חדש של סוללות מצב מוצק, אשלגן, מגנזיום, נתרן, ליתיום גופרית ושאר סוגי הסוללות. עד שנת 2050, סוללות ליתיום-יון נוזליות עשויות להיות מופחתות לכ-20%". Ouyang Minggao חושב כך.
הקישורים: DSEI2X61-10B NL6448BC20-30C