η εκβιομηχάνιση των μπαταριών στερεάς κατάστασης επιταχύνεται.
2024-09-13
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης, με την επαναστατική ασφάλεια και ενεργειακή τους πυκνότητα, θεωρούνται ως η «τελική απάντηση» στην τεχνολογία μπαταριών.
καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να ωριμάζει, η διαδικασία εκβιομηχάνισης των μπαταριών στερεάς κατάστασης στη χώρα μου επιταχύνεται και πρόσφατα παρουσιάστηκαν ορισμένα προϊόντα μπαταριών πλήρως στερεάς κατάστασης.
τα νέα προϊόντα στερεάς κατάστασης έχουν οδηγήσει τον τομέα των μπαταριών στερεάς κατάστασης να γίνει ένα από τα λίγα φωτεινά σημεία στην αγορά στο εγγύς μέλλον. οι αναλυτές του κλάδου πιστεύουν ότι στη διαδικασία εκβιομηχάνισης των μπαταριών εξ ολοκλήρου στερεάς κατάστασης, η πιο σίγουρη ευκαιρία μπορεί να βρίσκεται στη μείωση του κόστους της πρώτης ύλης θειούχου λιθίου, ενώ οι μπαταρίες ημι-στερεάς κατάστασης βασίζονται σε υψηλή ασφάλεια και υψηλή συμβατότητα με την υπάρχουσα παραγωγή γραμμές, απλή διαδικασία, με πλεονεκτήματα όπως το χαμηλότερο κόστος, αναμένεται να γίνει μια μεταβατική λύση από τις τρέχουσες μπαταρίες υγρών σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης, η οποία θα προηγηθεί της μαζικής παραγωγής μπαταριών στερεάς κατάστασης και θα φέρει τον πρώτο γύρο επενδυτικές ευκαιρίες.
ξεπερνούν πλήρως την απόδοση της μπαταρίας υγρού
οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι μπαταρίες που χρησιμοποιούν στερεά θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια και στερεούς ηλεκτρολύτες, σχηματίζοντας μια βασική διαφορά από τις παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου που βασίζονται σε υγρούς ηλεκτρολύτες. σύμφωνα με τη διαφορετική περιεκτικότητα σε υγρό ηλεκτρολύτη, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: ημιστερεές (η μάζα υγρού ηλεκτρολύτη είναι μικρότερη από 10%), οιονεί στερεές (η μάζα υγρού ηλεκτρολύτη είναι μικρότερη από 5%) και όλες- στερεά κατάσταση (δεν περιέχει υγρό ηλεκτρολύτη).
σε σύγκριση με τις μπαταρίες υγρών, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης έχουν τρία κύρια πλεονεκτήματα στην απόδοση:
πρώτον, η ενεργειακή πυκνότητα είναι υψηλή. οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης έχουν ένα ευρύ ηλεκτροχημικό παράθυρο (πάνω από 5 v), είναι συμβατές με περισσότερα υλικά καθόδου υψηλής τάσης (κάθοδοι υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο, κάθοδοι σπινελίου νικελίου-μαγγανίου κ.λπ.) και μπορούν να χρησιμοποιήσουν πυρίτιο και λίθιο ως υλικά ανόδου. επιτυγχάνοντας υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. επιπλέον, η υψηλή αναλογία τάσης και η καλή ασφάλειά του μπορούν επίσης να απλοποιήσουν τη δομή της μπαταρίας και να προωθήσουν τη βελτίωση της πυκνότητας ενέργειας των κυττάρων. η πυκνότητα ενέργειας των τριών μπαταριών σιδήρου είναι συνήθως 180-230 wh/kg η μπαταρία στερεάς κατάστασης πρώτης γενιάς που κυκλοφόρησε πρόσφατα από την penghui energy (300438.sz) έχει ενεργειακή πυκνότητα 280 wh/kg. η tech (002074.sz) ) έχει αναπτύξει μια ημι-στερεή μπαταρία με ενεργειακή πυκνότητα 360 wh/kg. η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα φέρνει μεγαλύτερη εμβέλεια πλεύσης η μπαταρία στερεάς κατάστασης έτους φωτός που χρησιμοποιείται στο saic zhiji l6 λέγεται ότι έχει εμβέλεια πλεύσης άνω των 1.000 χιλιομέτρων.
δεύτερον, η ασφάλεια είναι καλή. ο ηλεκτρολύτης των μπαταριών ιόντων λιθίου έχει κίνδυνο διαρροής και υπάρχει κίνδυνος αυτόματης καύσης και έκρηξης όταν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή. οι στερεοί ηλεκτρολύτες έχουν καλή θερμική σταθερότητα, είναι μη εύφλεκτοι και μη εκρηκτικοί και δεν έχουν κίνδυνο διαρροής υγρού δεδομένου ότι οι στερεοί ηλεκτρολύτες έχουν σχετικά σταθερή χημική δραστηριότητα, επηρεάζονται λιγότερο από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και έχουν υψηλότερη σταθερότητα υπό συνθήκες όπως η σύγκρουση και η σύγκρουση. εξώθηση. επιπλέον, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης έχουν μεγαλύτερο εύρος θερμοκρασίας και μπορούν να προσαρμοστούν καλύτερα σε περιβάλλοντα υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας.
μεγάλη διάρκεια ζωής. οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούν μη εύφλεκτους στερεούς ηλεκτρολύτες αντί για εύφλεκτους οργανικούς ηλεκτρολύτες, οι οποίοι μπορούν να εμποδίσουν τους δενδρίτες του λιθίου να τρυπήσουν τον διαχωριστή και να προκαλέσουν βραχυκυκλώματα, βελτιώνοντας σημαντικά την ασφάλεια της μπαταρίας και τη διάρκεια ζωής του κύκλου. ταυτόχρονα, ο στερεός ηλεκτρολύτης έχει υψηλή μηχανική αντοχή, η οποία μπορεί να διατηρήσει τη δομική ακεραιότητα όταν η μπαταρία διαστέλλεται ή συστέλλεται, μειώνοντας την υποβάθμιση της απόδοσης της μπαταρίας που προκαλείται από τη μηχανική καταπόνηση. η συμβατότητα διεπαφής μεταξύ του στερεού ηλεκτρολύτη και του υλικού του ηλεκτροδίου είναι καλύτερη, μειώνοντας την ανάπτυξη της αντίστασης διεπαφής και συμβάλλοντας στη διατήρηση της μακροπρόθεσμης σταθερής απόδοσης φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας, κάτω από ιδανικές συνθήκες, την απόδοση του κύκλου της μπαταρίας στερεάς κατάστασης μπορεί να φτάσει περίπου 45.000 φορές.
η αναβάθμιση των θετικών και αρνητικών υλικών ηλεκτροδίων φέρνει ευκαιρίες επανάληψης
με βάση την τεχνική πραγματικότητα ότι η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών υγρών είναι κοντά στο ανώτατο όριο, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης θεωρείται ότι θα αντικαταστήσουν μερικώς ή και πλήρως τις μπαταρίες υγρών στο μέλλον. λοιπόν, ποιες είναι οι ομοιότητες και οι διαφορές μεταξύ των δύο από την άποψη της βιομηχανικής αλυσίδας; ποιες νέες επενδυτικές ευκαιρίες θα φέρει η διαδικασία υποκατάστασης;
ας δούμε πρώτα το «ίδιο». από την άποψη της δομής των μπαταριών, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης και οι μπαταρίες υγρού έχουν παρόμοιες δομές, και οι δύο αποτελούνται από ένα θετικό ηλεκτρόδιο, ένα αρνητικό ηλεκτρόδιο και έναν ηλεκτρολύτη. από την οπτική γωνία της βιομηχανικής αλυσίδας, η σύνθεση των δύο βιομηχανικών αλυσίδων είναι περίπου η ίδια, συμπεριλαμβανομένου του άκρου του πόρου ανάντη, του άκρου παραγωγής στη μέση και του άκρου εφαρμογής κατάντη. από την άποψη του κόστους, τα υλικά της μπαταρίας είναι η κύρια πηγή κόστους.
κοιτάζοντας ξανά το «διαφορετικό», η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο έγκειται στα υλικά που χρησιμοποιούνται. η ερευνητική έκθεση της guolian securities επεσήμανε ότι η ανάπτυξη και η εφαρμογή της τεχνολογίας μπαταριών στερεάς κατάστασης θα διεισδύσει βήμα προς βήμα με τη μορφή «στερεού ηλεκτρολύτη → νέο αρνητικό ηλεκτρόδιο → νέο θετικό ηλεκτρόδιο», με τον πυρήνα να είναι ο εισαγωγή νέων συστημάτων υλικών. μεταξύ αυτών, το υλικό του αρνητικού ηλεκτροδίου θα αναβαθμιστεί από γραφίτη σε αρνητικό ηλεκτρόδιο με βάση το πυρίτιο, αρνητικό ηλεκτρόδιο που περιέχει λίθιο και σε μεταλλικό αρνητικό ηλεκτρόδιο λιθίου, το θετικό υλικό ηλεκτροδίων θα αναβαθμιστεί από τριμερές σε υψηλής τάσης. τριαδικό νικέλιο, τριαδικό υπερ-υψηλό νικέλιο, και στη συνέχεια σε νικέλιο με σπινέλιο. ο διαχωριστής θα εξαλειφθεί.
όσον αφορά τις καθόδους, τα τρέχοντα συστήματα φωσφορικού σιδήρου λιθίου και τριμερών υλικών μπορούν να συνεχίσουν να χρησιμοποιούνται, και καθοδικά υλικά υψηλής τάσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο μέλλον για την επίτευξη υψηλότερης ενεργειακής πυκνότητας. επί του παρόντος, η ανάπτυξη καθόδων μπαταριών στερεάς κατάστασης επικεντρώνεται κυρίως σε τριμερείς καθόδους υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο, οξείδιο του μαγγανίου νικελίου λιθίου, με βάση το μαγγάνιο πλούσιο σε λίθιο και άλλες διαδρομές. μεταξύ αυτών, οι τριμερείς κάθοδοι υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο έχουν γίνει το τρέχον κύριο ρεύμα λόγω των πλεονεκτημάτων τους όπως η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, η καλή απόδοση και ο υψηλός βαθμός εμπορευματοποίησης. υλικά όπως το πλούσιο σε λίθιο μαγγάνιο και το μαγγανικό λίθιο νικέλιο έχουν εξαιρετικά πλεονεκτήματα στην υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και αναμένεται να γίνουν νέες κατευθύνσεις στο μέλλον. μεταξύ των εισηγμένων εταιρειών, η rongbai technology (688005.sh) και η dangsheng technology (300073.sz) έχουν ήδη αποστείλει τριμερή προϊόντα υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο σε εταιρείες μπαταριών στερεάς κατάστασης και οι guoxuan hi-tech και beterui (835185.bj) έχουν επίσης στείλει μια διάταξη.
όσον αφορά τα αρνητικά ηλεκτρόδια, τα υλικά αρνητικών ηλεκτροδίων των μπαταριών στερεάς κατάστασης περιλαμβάνουν κυρίως γραφίτη, πυρίτιο, μεταλλικό λίθιο κ.λπ., τα οποία διαφέρουν αρκετά από τις μπαταρίες υγρών. βραχυπρόθεσμα και μεσοπρόθεσμα, οι άνοδοι με βάση το πυρίτιο αναμένεται να γίνουν η κύρια λύση για υλικά ανόδου μπαταριών στερεάς κατάστασης. η θεωρητική ειδική χωρητικότητα του πυριτίου είναι τόσο υψηλή όσο 4200 mah/g, που είναι περισσότερο από δέκα φορές η χωρητικότητα σε γραμμάρια των σημερινών υλικών ανόδου γραφίτη (372 mah/g). επαρκή αποθέματα πόρων και χαμηλό κόστος. μακροπρόθεσμα, το μεταλλικό λίθιο θα γίνει η απόλυτη επιλογή για ανόδους μπαταριών στερεάς κατάστασης. το μεταλλικό λίθιο έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής θεωρητικής χωρητικότητας σε γραμμάρια και του χαμηλού δυναμικού ηλεκτροδίου, ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις στην εκβιομηχάνιση του μετάλλου λιθίου, όπως κυρίως βραχυκύκλωμα που προκαλείται από δενδρίτες λιθίου που τρυπούν τον διαχωριστή, αποσύνδεση που προκαλείται από αλλαγές όγκου κατά τη διάρκεια της ανακύκλωσης. ασταθή προβλήματα υποβάθμισης της απόδοσης που προκαλούνται από φιλμ sei κ.λπ.
όσον αφορά τις ανόδους με βάση το πυρίτιο, η shanshan co., ltd. (600884.sh), η xiangfenghua (300890.sz), η putilai (603559.sh), η beterui, η zhongke electric (300035.sz) κ.λπ. έχουν όλες παραγωγική ικανότητα σχέδια όσον αφορά τις μεταλλικές ανόδους λιθίου, οι παραδοσιακοί γίγαντες στους πόρους λιθίου όπως η ganfeng lithium industry (002460.sz) και η tianqi lithium industry (002466.sz) αναμένεται να απολαύσουν μερίσματα της αγοράς που θα προκύψουν από την επανάληψη της ανόδου και την αύξηση της ζήτησης μακροπρόθεσμα. .
οι ημι-στερεοί ηλεκτρολύτες ενισχύουν τη ζήτηση για σπάνια μέταλλα
ως η κύρια «μεταβλητή» στην εφαρμογή της τεχνολογίας μπαταριών στερεάς κατάστασης, οι ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης μπορούν να χωριστούν κυρίως σε ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης πολυμερούς και σε ανόργανους ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης σύμφωνα με διαφορετικούς τύπους υλικών πολυαιθυλενοξείδιο, ενώ το τελευταίο περιλαμβάνει οξείδια, σουλφιδικά και αλογονικά συστήματα.
μεταξύ αυτών, οι ηλεκτρολύτες οξειδίου έχουν καλή θερμική σταθερότητα και χημική σταθερότητα έναντι του μετάλλου λιθίου και χρησιμοποιούνται συνήθως σε ημι-στερεές μπαταρίες. (688567.sh). , lg new energy, solidpower, panasonic, catl (300750.sz), byd (002594.sz), guangzhou automobile group (601238.sh), penghui energy κ.λπ.
στη διαδρομή του ηλεκτρολύτη οξειδίου, σύμφωνα με την κρυσταλλική δομή του ηλεκτρολύτη, μπορεί να χωριστεί σε τύπο δομής περοβσκίτη (όπως llto), τύπο δομής γρανάτη (όπως llzo), τύπο αγωγού γρήγορου ιόντος (latp), θειοφωσφορικό (lgps) κ.λπ. θα δημιουργήσει νέα ζήτηση για μεταλλικές πρώτες ύλες όπως το ζιρκόνιο, το λανθάνιο, το τιτάνιο και το γερμάνιο.
οι πρώτες ύλες του llzo περιλαμβάνουν διοξείδιο του ζιρκονίου, νιτρικό ζιρκόνιο, ανθρακικό ζιρκόνιο κ.λπ. τα αποθέματα πόρων ζιρκονίου της χώρας μου είναι μικρά, η ζήτηση είναι μεγάλη, η εξάρτηση από τις εισαγωγές ξεπερνά το 90% και το πρότυπο προσφοράς και ζήτησης βρίσκεται σε στενή ισορροπία για μεγάλο χρονικό διάστημα. οι εγχώριες εταιρείες παραγωγής ζιρκονίου περιλαμβάνουν κυρίως dongfang zirconium industry (002167.sz), sanxiang new materials (603663.sh), kaisheng technology (600552.sh), κ.λπ., και έχουν ήδη κάνει υποστηρικτικές δράσεις έρευνας και ανάπτυξης για υλικά μπαταριών στερεάς κατάστασης .
οι πρώτες ύλες του llzo/llto περιλαμβάνουν οξείδιο του λανθανίου, νιτρικό λανθάνιο, υδροξείδιο του λανθανίου κ.λπ. η κίνα είναι πλούσια σε πόρους σπάνιων γαιών και συνεισφέρει το 70% της παγκόσμιας παραγωγής η shenghe resources (600392.sh) και η northern rare earth (600111.sh) έχουν την ικανότητα παραγωγής οξειδίου του λανθανίου.
οι πρώτες ύλες του llto/latp περιλαμβάνουν διοξείδιο του τιτανίου, πυροφωσφορικό τιτάνιο κ.λπ. το 2022, τα παγκόσμια αποθέματα πόρων τιτανίου (υπολογιζόμενα ως tio2) θα είναι περίπου 700 εκατομμύρια τόνοι, κυρίως ο ιλμενίτης αντιπροσωπεύει το 29% του κόσμου, καταλαμβάνοντας την πρώτη θέση στον κόσμο. οι σημαντικότεροι εγχώριοι κατασκευαστές διοξειδίου του τιτανίου περιλαμβάνουν cnnc titanium dioxide (002145.sz), longbai group (002601.sz), vanadium titanium co., ltd. (000629.sz) κ.λπ.
οι πρώτες ύλες όπως το lagp και ο θειούχος στερεός ηλεκτρολύτης lgps περιλαμβάνουν το διοξείδιο του γερμανίου, το θειούχο γερμάνιο κ.λπ. στις μεγάλες εγχώριες εταιρείες περιλαμβάνονται η yunnan germanium industry (002428.sz) και το chihong zinc germanium (600497.sh).
το θειούχο λίθιο γίνεται το κλειδί για τη μείωση του κόστους των ηλεκτρολυτών στερεάς κατάστασης
οι ηλεκτρολύτες είναι κατάλληλοι για μπαταρίες σε στερεά κατάσταση. τα υλικά ηλεκτρολυτών περιλαμβάνουν κυρίως θειούχο λίθιο (li2s), θειούχο κάλιο (k2s) και άλλους τύπους. η έκθεση έρευνας της oriental securities επεσήμανε ότι μεταξύ των θειούχων ηλεκτρολυτών με διαφορετικές κρυσταλλικές δομές, λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά θερμικής ασφάλειας, το κόστος, την ωριμότητα της διεργασίας και άλλους παράγοντες, ο ηλεκτρολύτης σουλφιδίου αργύρου γερμανίου lpscl (li6ps5cl) είναι η καλύτερη επιλογή τεχνικής μπαταρίας σε πλήρη στερεά κατάσταση .
ωστόσο, η υψηλή τιμή του θειούχου λιθίου έχει γίνει το κύριο εμπόδιο που περιορίζει την εμπορευματοποίηση των σουλφιδικών ηλεκτρολυτών. λαμβάνοντας ως παράδειγμα το lpscl, το θειούχο λίθιο είναι μια βασική πρώτη ύλη για τη σύνθεση του ηλεκτρολύτη lpscl η τρέχουσα τιμή του θειούχου λιθίου υπερβαίνει τα 650.000 δολάρια ηπα/τόνο (περίπου 4,63 εκατομμύρια rmb/τόνο), η οποία είναι πολύ υψηλότερη από το όριο εμπορευματοποίησης.
επί του παρόντος, οι κύριες μέθοδοι παραγωγής θειούχου λιθίου περιλαμβάνουν τη μηχανική άλεση με σφαίρες, τη μέθοδο αναγωγής σε υψηλή θερμοκρασία, τη μέθοδο διαλύτη κ.λπ. αυτές οι διαδικασίες παρασκευής έχουν υψηλές απαιτήσεις σε θερμοκρασία, υγρασία και κατανάλωση ενέργειας και η διαδικασία προετοιμασίας πρέπει να πραγματοποιηθεί σε αδρανή ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα την υψηλή τιμή του θειούχου λιθίου, που αντιπροσωπεύει σχεδόν το 80% του κόστους των στερεών ηλεκτρολυτών σουλφιδίου. επιπλέον, οι στερεοί ηλεκτρολύτες σουλφιδίου αντιμετωπίζουν επίσης προβλήματα όπως η κακή επαφή μεταξύ στερεού-στερεού, η οποία οδηγεί σε μειωμένη απόδοση μετάδοσης ιόντων, εύκολη αντίδραση με την υγρασία για παραγωγή τοξικών αερίων και ανάγκη για αδρανές περιβάλλον για παραγωγή και αποθήκευση. ως εκ τούτου, η βελτίωση της διαδικασίας παρασκευής του θειούχου λιθίου έχει γίνει βασικός παράγοντας για τη μείωση του κόστους των θειούχων ηλεκτρολυτών και ακόμη και για τη μείωση του κόστους των μπαταριών σε στερεά κατάσταση.
οι εισηγμένες εταιρείες που έχουν αναπτύξει εκ των προτέρων θειούχο λίθιο μπορεί να είναι οι πρώτες που θα επωφεληθούν από την ανάπτυξη μπαταριών πλήρως στερεάς κατάστασης. η tianqi lithium έχει ολοκληρώσει επί του παρόντος εργασίες υποστήριξης σχετικά με την εκβιομηχάνιση του θειούχου λιθίου επόμενης γενιάς, έχει πραγματοποιήσει πρωτότυπα με περισσότερους από δέκα κατάντη πελάτες και συνεχίζει τη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων και τη βελτιστοποίηση τεχνολογίας μείωσης του κόστους hunan, θυγατρική της enjie co ., ltd. (002812.sz) η enjie frontier new materials έχει ολοκληρώσει επί του παρόντος την κατασκευή και τη λειτουργία δοκιμαστικής ετήσιας παραγωγικής ικανότητας σε τόνους μικρής κλίμακας για προϊόντα θειούχου λιθίου υψηλής καθαρότητας για στερεά κατάσταση και κατασκεύασε ένα επίπεδο 100 τόνων πιλοτική γραμμή παραγωγής θειούχου λιθίου.
επιπλέον, η rongbai technology υπέβαλε αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που περιλαμβάνει τη μέθοδο παρασκευής θειούχου λιθίου τον δεκέμβριο του 2023. με την προσθήκη μιας οργανικής πηγής θείου, προωθεί την αντίδραση μεταξύ της πηγής άνθρακα και του θειικού λιθίου, μειώνει την παραγωγή ακαθαρσιών li2o και βελτιώνει την καθαρότητα θειούχου λιθίου η lan haihua high energy times, θυγατρική της teng (300484.sz), έχει κάνει καινοτομίες στην τροποποίηση υλικών και έχει την ικανότητα να παράγει μαζικά πρώτες ύλες θειούχου λιθίου σε επίπεδο τόνου υπό την προϋπόθεση του ελεγχόμενου κόστους. , και τα αποτελέσματα των φυσικών δοκιμών xrd δείχνουν ότι η καθαρότητα του υλικού είναι υψηλή, είπε η εταιρεία.
(αυτό το άρθρο προέρχεται από το china business news)
