По време на периода на „тринадесетия петгодишен план“ производството и продажбите на нови енергийни превозни средства в Китай нараснаха бързо, заемайки първо място в света за пет последователни години.Очаква се броят на новите енергийни превозни средства да надхвърли 5 милиона до края на тази година.В същото време от Китай продължават да идват добри новини за основната технология на новите енергийни батерии.80-годишният Чен Ликуан, първият човек в производството на литиеви батерии в Китай, ръководи екипа си да разработи нови материали за батерии.
Пуска се нова нано-силиконова литиева батерия с капацитет 5 пъти по-голям от традиционната литиева батерия
Чен Ликуан, 80-годишен академик от Китайската академия по инженерство, е основателят на китайската индустрия за литиеви батерии.През 80-те години Чен Ликуан и неговият екип поеха водеща роля в провеждането на изследвания върху твърди електролити и литиеви вторични батерии в Китай.През 1996 г. той ръководи научен изследователски екип за разработване на литиево-йонни батерии за първи път в Китай, поема водеща роля в решаването на научните, технологични и инженерни проблеми на широкомащабното производство на домашни литиево-йонни батерии и реализира индустриализацията домашни литиево-йонни батерии.
В Liyang, Jiangsu, Li Hong, протеже на академик Chen Liquan, ръководи своя екип, за да постигне пробив в ключова суровина за литиеви батерии след повече от 20 години технически изследвания и масово производство през 2017 г.
Нано-силициевият аноден материал е нов материал, независимо разработен от тях.Капацитетът на батериите с бутони, направени от него, е пет пъти по-голям от този на традиционните графитни литиеви батерии.
Луо Фей, генерален мениджър на Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd.
Силицият съществува широко в природата и е в изобилие в резерви.Основният компонент на пясъка е силициев диоксид.Но за да се направи метален силиций в силициев аноден материал, е необходима специална обработка.В лабораторията не е трудно да се извърши такава обработка, но за да се направят силициеви анодни материали на ниво тон изисква много технически изследвания и експерименти.
Институтът по физика на Китайската академия на науките изследва нано-силиций от 1996 г. и започна изграждането на производствена линия за силициев аноден материал през 2012 г. Едва през 2017 г. беше построена първата производствена линия и тя непрекъснато се коригира и ревизиран.След хиляди неуспехи силициевите анодни материали бяха масово произведени.Понастоящем годишното производство на силициеви анодни материали за литиево-йонни батерии на фабриката Liyang може да достигне 2000 тона.
Ако силициевите анодни материали са добър избор за подобряване на енергийната плътност на литиевите батерии в бъдеще, тогава технологията за твърдотелни батерии е признато и ефективно решение за решаване на настоящи проблеми като безопасността и жизнения цикъл на литиевите батерии.В момента много страни активно разработват твърдотелни батерии, а изследванията и развитието на технологията за твърдотелни литиеви батерии в Китай също вървят в крак със света.
В тази фабрика в Liyang дронове, използващи твърдотелни литиеви батерии, разработени от екип, ръководен от професор Ли Хонг, имат обхват на полет, който е с 20% по-дълъг от този на дронове със същите спецификации.Тайната се крие в този тъмнокафяв материал, който е катоден материал в твърдо състояние, разработен от Института по физика, Китайската академия на науките.
През 2018 г. тук беше завършен дизайнът и разработката на 300Wh/kg твърдотелна батерийна система.Когато е инсталиран на превозно средство, той може да удвои обхвата на движение на превозното средство.През 2019 г. Китайската академия на науките създаде пилотна производствена линия за твърдотелни батерии в Liyang, Jiangsu.През май тази година продуктите започнаха да се използват в продукти за потребителска електроника.
Въпреки това, Ли Хонг каза пред репортери, че това не е изцяло твърдотелна батерия в пълния смисъл на думата, а квази-твърда батерия, която постоянно се оптимизира в технологията за течна литиева батерия.Ако искате да накарате автомобилите да имат по-дълъг обхват, мобилните телефони да имат по-дълго време в режим на готовност и никой не може. За да могат самолетите да летят по-високо и по-далеч, е необходимо да се разработят по-безопасни и с по-голям капацитет изцяло твърдотелни батерии.
Нови батерии се появяват една след друга и "Electric China" е в процес на изграждане
Не само Институтът по физика на Китайската академия на науките, много компании също проучват нови технологии и материали за нови енергийни батерии.В нова енергийна компания в Джухай, Гуангдонг, чисто електрически автобус се зарежда в демонстрационната зона за зареждане на компанията.
След зареждане за повече от три минути, оставащата мощност се увеличи от 33% на повече от 60%.Само за 8 минути автобусът беше напълно зареден, показвайки 99%.
Liang Gong каза пред репортери, че градските автобусни маршрути са фиксирани и пробегът за двупосочно пътуване няма да надвишава 100 километра.Зареждането по време на почивката на водача на автобуса може да даде пълноценно предимство на бързото зареждане на литиево-титанатните батерии.В допълнение, литиево-титанатните батерии имат циклични времена.Предимства на дългия живот.
В института за изследване на батерии на тази компания има литиево-титанатна батерия, която е била подложена на тестове за цикъл на зареждане и разреждане от 2014 г. насам. Тя е била зареждана и разреждана повече от 30 000 пъти за шест години.
В друга лаборатория техниците демонстрираха пред репортери тестовете за изпускане, убождане с игла и рязане на литиево-титанатни батерии.Особено след като стоманената игла проникна в батерията, нямаше изгаряне или дим и батерията все още можеше да се използва нормално., също литиево-титанатните батерии имат широк диапазон от околни температури.
Въпреки че литиево-титанатните батерии имат предимствата на дълъг живот, висока безопасност и бързо зареждане, енергийната плътност на литиево-титанатните батерии не е достатъчно висока, само около половината от тази на литиевите батерии.Поради това те са се фокусирали върху сценарии на приложение, които не изискват висока енергийна плътност, като автобуси, специални превозни средства и електроцентрали за съхранение на енергия.
По отношение на изследванията и развитието на батериите за съхранение на енергия и индустриализацията, натриево-йонната батерия, разработена от Института по физика на Китайската академия на науките, започна пътя към комерсиализация.В сравнение с оловно-киселинните батерии, натриево-йонните батерии са не само по-малки по размер, но и много по-леки по тегло за същия капацитет за съхранение.Теглото на натриево-йонните батерии със същия обем е по-малко от 30% от това на оловно-киселинните батерии.При нискоскоростен електрически автомобил за разглеждане на забележителности количеството електричество, съхранявано в същото пространство, се увеличава с 60%.
През 2011 г. Hu Yongsheng, изследовател в Института по физика на Китайската академия на науките, който също е учил при академик Chen Liquan, ръководи екип и започва да работи върху изследването и развитието на технологията за натриево-йонни батерии.След 10 години технически изследвания беше разработена натриево-йонна батерия, която е най-долният слой на изследванията и разработките на натриево-йонни батерии в Китай и света.и областите на приложение на продукта са на водеща позиция.
В сравнение с литиево-йонните батерии, едно от най-големите предимства на натриево-йонните батерии е, че суровините са широко разпространени и евтини.Суровината за производство на материали за отрицателни електроди са промити въглища.Цената на тон е по-малко от хиляда юана, което е много по-ниско от цената на десетки хиляди юана на тон графит.Друг материал, натриевият карбонат, също е богат на ресурси и е евтин.
Натриево-йонните батерии не са лесни за изгаряне, имат добра безопасност и могат да работят при минус 40 градуса по Целзий.Енергийната плътност обаче не е толкова добра, колкото тази на литиевите батерии.Понастоящем те могат да се използват само в нискоскоростни електрически превозни средства, електроцентрали за съхранение на енергия и други области, които изискват ниска енергийна плътност.Въпреки това, целта на натриево-йонните батерии е да се използват като оборудване за съхранение на енергия и е разработена система за електроцентрали за съхранение на енергия от 100 киловатчаса.
По отношение на бъдещата посока на развитие на захранващите батерии и батериите за съхранение на енергия, Чен Ликуан, академик от Китайската инженерна академия, вярва, че безопасността и цената все още са основните изисквания за технически изследвания на захранващи батерии и батерии за съхранение на енергия.В случай на недостиг на традиционна енергия, батериите за съхранение на енергия могат да насърчат прилагането на възобновяема енергия в мрежата, да подобрят противоречието между пиковото и ниско потребление на енергия и да формират зелена и устойчива енергийна структура.
[Половинчасово наблюдение] Преодоляване на „болковите точки” на развитието на новата енергия
В препоръките на централното правителство относно „14-ия петгодишен план“ новата енергия и новите енергийни превозни средства, заедно с информационните технологии от ново поколение, биотехнологиите, оборудването от висок клас, аерокосмическото и морското оборудване, са посочени като стратегически нововъзникващи индустрии, които се нуждаят да се ускори.В същото време беше посочено, че е необходимо да се изгради двигател за растеж за стратегически нововъзникващи индустрии и да се култивират нови технологии, нови продукти, нови бизнес формати и нови модели.
В програмата видяхме, че научноизследователските институции и индустриалните компании използват различни технически пътища за преодоляване на „болковите точки“ на новото енергийно развитие.Понастоящем, въпреки че развитието на новата енергийна индустрия на моята страна е постигнало някои първични предимства, тя все още е изправена пред недостатъци в развитието и основните технологии трябва да бъдат пробити.Те чакат смели хора, които да се изкачат с мъдрост и да преодолеят с постоянство.
Време на публикуване: 23 ноември 2023 г