le batterie sviluppate internamente stanno diventando popolari tra le case automobilistiche. qual è il prossimo passo per le “batterie elettriche”?
2024-09-23
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nell’onda della rivoluzione energetica e della trasformazione dell’industria automobilistica, le batterie, in quanto componente principale dei veicoli a nuova energia, sono sotto i riflettori del settore. allo stato attuale, le tradizionali batterie al litio ferro fosfato e le batterie al litio ternarie sul mercato stanno mostrando i loro rispettivi vantaggi con la continua innovazione della tecnologia, le tecnologie di prossima generazione come le batterie allo stato solido, le batterie al litio-aria e le celle a combustibile a idrogeno stanno gradualmente il passaggio dal laboratorio alla commercializzazione indica che l’industria delle batterie introdurrà prospettive di sviluppo più ampie in futuro.
la cina è il più grande mercato mondiale di veicoli a energia nuova. secondo gli ultimi dati della china automotive power battery industry innovation alliance, il volume installato di batterie di potenza ha raggiunto 292,1 gwh da gennaio ad agosto 2023, con un aumento su base annua del 33,2%. questi dati non solo dimostrano la posizione leader della cina nel mercato globale delle batterie elettriche, ma riflettono anche l'attività del mercato nazionale dei veicoli a nuova energia.
in futuro, con la crescita della domanda globale di veicoli a nuova energia, l’innovazione tecnologica, le tendenze del mercato e le sfide future delle batterie di potenza diventeranno al centro dell’attenzione globale.
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la tecnologia delle batterie ha ancora bisognodoppia innovazione nei materiali e nelle strutture
la differenza tra le nuove batterie energetiche e le batterie tradizionali dal punto di vista dell'utente sta principalmente nella densità energetica. la densità energetica si riferisce all'energia che può essere immagazzinata all'interno di un determinato volume o peso. ad esempio, la densità energetica delle attuali batterie agli ioni di litio è circa sette volte quella delle tradizionali batterie al piombo. nelle applicazioni commerciali, la densità energetica delle batterie agli ioni di litio può raggiungere i 280 wh/kg, un valore molto superiore rispetto alle batterie a secco.
"con l'aumento delle aspettative dei consumatori per i veicoli a nuova energia, essi desiderano veicoli con lunga autonomia, ricarica rapida, lunga durata e sicurezza. queste richieste hanno guidato l'innovazione nella tecnologia delle batterie, richiedendo che le batterie abbiano un'elevata densità di energia e capacità di ricarica rapida, oltre a garantire il sesso sicuro", ha affermato wang fang, capo scienziato del china automotive technology and research center e ingegnere capo della nuova energia.
negli ultimi 20 anni, la tecnologia delle batterie si è evoluta partendo dal ferro-litio e dai materiali ternari fino ai giorni nostri, e la sua densità energetica è stata continuamente migliorata per soddisfare le esigenze dei consumatori di veicoli a nuova energia. allo stesso tempo, per migliorare la velocità di ricarica e la durata della batteria, anche la struttura e il processo della batteria vengono costantemente ottimizzati.
"per aumentare la densità energetica specifica delle batterie, i ricercatori stanno cercando di utilizzare materiali ad alta densità energetica, come gli anodi metallici di litio e silicio-carbonio. l'uso di questi materiali deve superare i limiti delle batterie liquide, quindi il il processo di solidificazione è diventato un argomento di ricerca. " jin yong, accademico dell'accademia cinese di ingegneria e professore del dipartimento di ingegneria chimica dell'università tsinghua, ha affermato che le batterie allo stato solido, come rappresentanti della tecnologia delle batterie di "prossima generazione" , sono diventati anche un punto caldo della ricerca.
jin yong ritiene che l’innovazione nella tecnologia delle batterie a stato solido debba cercare scoperte sia nell’innovazione dei materiali che nell’innovazione strutturale. ad esempio, le prestazioni della batteria vengono ottimizzate progettando una struttura multistrato dell'elettrodo negativo, compreso uno strato di elettrolita solido, una deposizione tridimensionale di litio a scala a conduzione rapida e uno scheletro. un tale design strutturale aiuta a risolvere i problemi del contatto irregolare dell'interfaccia solido-solido e della perdita di litio, migliorando così la stabilità del ciclo e la sicurezza della batteria.
d'altra parte, le batterie allo stato solido presentano anche sfide materiali, "tra cui la prevenzione della formazione di dendriti di litio e il miglioramento della stabilità dell'interfaccia. queste sfide devono essere risolte attraverso i progressi nella scienza dei materiali, come lo sviluppo di nuovi materiali elettrolitici allo stato solido , e attraverso l'ingegneria dell'interfaccia. "migliorare il contatto tra l'elettrodo e l'elettrolita", ha detto jin yong.
secondo un rapporto di ricerca di huatai securities, si prevede che entro il 2030 il mercato globale delle batterie allo stato solido supererà i 300 miliardi di yuan. man mano che la tecnologia matura e i costi diminuiscono, si prevede che le batterie allo stato solido occuperanno una posizione importante nei futuri mercati dello stoccaggio e dell’alimentazione dell’energia.
le case automobilistiche mettono fine alle batterie sviluppate internamente
"la tecnologia delle batterie è come il cuore dei veicoli elettrici, poiché fornisce un flusso costante di "energia" per lo sviluppo del veicolo. la qualità "alta" o "bassa" di un veicolo elettrico è inseparabile dalla tecnologia della batteria. ", ha detto il vice segretario generale cinese per i veicoli elettrici 100, shi jianhua.
per le case automobilistiche le batterie sono diventate una parte fondamentale dell’intero sistema di approvvigionamento energetico. per collaborare con il lancio di ledo l60, la soluzione baas e il modello di scambio di batterie sono diventati pubblici, ed è stato implementato il piano di alimentazione elettrica contea-contea, dal layout iniziale nelle città chiave, al layout lungo le autostrade e punti panoramici, e poi alla penetrazione nelle aree amministrative a livello di contee, ottenendo una copertura completa “punto-linea-area”, addensando ulteriormente la rete di rifornimento energetico di nio.
negli ultimi anni, molte case automobilistiche hanno investito molte risorse anche nella ricerca, sviluppo e innovazione della tecnologia delle batterie di alimentazione. "la prossima tendenza per le batterie di potenza è che le aziende automobilistiche producano batterie. se le aziende automobilistiche non producono batterie, non saranno in grado di diventare aziende automobilistiche di livello mondiale, perché le batterie sono altamente redditizie e le batterie rappresentano un'alta percentuale del costo del veicolo", ha affermato cui dongshu, segretario generale dell'associazione cinese dei concessionari di automobili. influenzati da fattori quali l’aumento dei prezzi delle materie prime, le fluttuazioni dei prezzi delle batterie e delle catene di fornitura sono diventati fattori importanti che influenzano il mercato dei nuovi veicoli energetici.
secondo statistiche incomplete, ad oggi, più di 10 case automobilistiche cinesi hanno avviato la ricerca e lo sviluppo indipendenti della tecnologia delle batterie. tra queste società, ad eccezione di alcune case automobilistiche come leopao e lantu che si riforniscono di celle per batterie dall'esterno conducendo contemporaneamente ricerca e sviluppo indipendenti, la maggior parte delle case automobilistiche come byd, gac, geely e great wall hanno scelto un'attività di ricerca e sviluppo indipendente. strategia lungo tutta la filiera.
proprio come non molto tempo fa, geely automobile ha rilasciato la sua ultima batteria ad alte prestazioni, la geely aegis dagger battery, che adotta una configurazione ctb e molteplici design di protezione, inclusa una protezione inferiore con struttura a "sandwich", che migliora efficacemente il livello di sicurezza della batteria. imballare e ha superato la certificazione, tra cui una serie di test rigorosi, tra cui test di penetrazione di proiettili e pugnalate a 8 pin, il design della batteria ha una durata di ciclo di 3.500 cicli, che può supportare il veicolo per percorrere più di 1 milione di chilometri e la densità di energia; arriva fino a 192 wh/kg, garantendo una maggiore durata della batteria.
jiang yunqi, direttore del dipartimento dei sistemi di batterie del centro per lo sviluppo di nuove energie del geely automobile research institute, ha affermato che da quando geely ha iniziato la sua attività nel 1980 fino ad oggi, le parole "gettare le basi e praticare le abilità interne" sono il sangue e i geni di geely che scorre dalle sue ossa come far sentire i consumatori a proprio agio e il settore stabile dal livello più basso della tecnologia è il suo fascino principale.
le batterie sviluppate autonomamente non sono una strada agevole
in effetti, non è facile per i produttori di automobili sviluppare una tecnologia delle batterie indipendente.
solo dal punto di vista dello sviluppo e della produzione delle celle della batteria, ciò richiede ricerca e sviluppo tecnologici continui e accumulo di esperienza. attualmente, le aziende automobilistiche come byd, gac, great wall e geely, che sono in grado di produrre le proprie celle di batterie, hanno iniziato una strategia strategica nel campo della tecnologia delle batterie già circa dieci anni fa, dopo aver attraversato le fasi della ricerca indipendente e sviluppo e produzione indipendente di pacchi batteria. solo successivamente si è gradualmente passati alla ricerca, sviluppo e produzione indipendenti di celle per batterie.
anche le applicazioni commerciali devono affrontare una serie di sfide. la sicurezza rimane il pericolo nascosto più significativo nel settore delle batterie di potenza. gli incidenti legati alla sicurezza non influenzeranno solo la reputazione di una singola azienda, ma mineranno anche la fiducia dei consumatori nell’intero mercato. per affrontare questo problema, le aziende devono costruire un sistema di sicurezza completo in termini di materiali, progettazione e sistemi di monitoraggio.
inoltre, il costo delle batterie rappresenta un fattore importante che ostacola la penetrazione nel mercato. il costo delle batterie di alimentazione ha un impatto vitale sull'intero veicolo, rappresentando quasi la metà dell'intero veicolo, sebbene l'introduzione di nuovi materiali e miglioramenti dei processi abbiano contribuito a ridurre i costi di produzione delle batterie al litio, al fine di raggiungere la concorrenza economica con quelle interne veicoli con motore a combustione, l’industria delle batterie deve ancora compiere ulteriori progressi nella produzione su larga scala e nell’ottimizzazione della catena di fornitura.
ciò che occorre sottolineare è che nell’attuale mercato interno delle batterie elettriche esiste un’ovvia contraddizione: c’è un eccesso di capacità produttiva di prodotti di fascia bassa, mentre la capacità produttiva di prodotti di fascia alta non riesce a tenere il passo con la domanda. di fronte a questa situazione, se le case automobilistiche si limitassero a sviluppare le proprie batterie senza migliorare la qualità dei prodotti e gli indicatori tecnici a livelli leader del settore, sarà difficile continuare a competere nel mercato di fascia bassa.
fonte: rete globale
