las baterías de desarrollo propio se están volviendo populares entre las empresas de automóviles. ¿cuál es el siguiente paso para las “baterías eléctricas”?
2024-09-23
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en la ola de revolución energética y transformación de la industria automotriz, las baterías eléctricas, como componente central de los vehículos de nueva energía, están en el centro de atención de la industria. en la actualidad, las principales baterías de fosfato de hierro y litio y las baterías ternarias de litio del mercado están mostrando sus respectivas ventajas con la innovación continua de la tecnología, y las tecnologías de próxima generación, como las baterías de estado sólido, las baterías de litio-aire y las pilas de combustible de hidrógeno, están apareciendo gradualmente. pasar del laboratorio a la comercialización indica que la industria de las baterías marcará el comienzo de perspectivas de desarrollo más amplias en el futuro.
china es el mercado de vehículos de nuevas energías más grande del mundo. según los últimos datos de la alianza de innovación de la industria de baterías automotrices de china, el volumen instalado de baterías eléctricas alcanzó los 292,1 gwh de enero a agosto de 2023, un aumento interanual del 33,2 %. estos datos no solo demuestran la posición de liderazgo de china en el mercado mundial de baterías eléctricas, sino que también reflejan la actividad del mercado nacional de vehículos de nueva energía.
en el futuro, a medida que crezca la demanda mundial de vehículos de nueva energía, la innovación tecnológica, las tendencias del mercado y los desafíos futuros de las baterías eléctricas se convertirán en el foco de atención mundial.
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la tecnología de baterías todavía necesitadoble innovación en materiales y estructuras
desde la perspectiva del usuario, la diferencia entre las baterías de nueva energía y las tradicionales radica principalmente en la densidad energética. la densidad de energía se refiere a la energía que se puede almacenar dentro de un cierto volumen o peso. por ejemplo, la densidad de energía de las baterías de iones de litio actualmente populares es aproximadamente siete veces mayor que la de las baterías de plomo-ácido tradicionales. en aplicaciones comerciales, la densidad energética de las baterías de iones de litio puede alcanzar los 280 wh/kg, mucho mayor que la de las baterías secas.
"a medida que aumentan las expectativas de los consumidores sobre los vehículos de nueva energía, quieren vehículos con largo alcance, carga rápida, larga vida útil y seguridad. estas demandas han impulsado la innovación en la tecnología de baterías, exigiendo que las baterías tengan una alta densidad de energía y capacidades de carga rápida, así como "garantizar sexo seguro", dijo wang fang, científico jefe del centro de investigación y tecnología automotriz de china e ingeniero jefe de nuevas energías.
en los últimos 20 años, la tecnología de baterías se ha desarrollado desde hierro-litio y materiales ternarios hasta el presente, y su densidad de energía se ha mejorado continuamente para satisfacer las necesidades de los consumidores de vehículos de nueva energía. al mismo tiempo, para mejorar la velocidad de carga y la duración de la batería, la estructura y el proceso de la batería también se optimizan constantemente.
"para aumentar la densidad de energía específica de las baterías, los investigadores están intentando utilizar materiales de alta densidad de energía, como ánodos metálicos de litio y silicio-carbono. el uso de estos materiales debe superar las limitaciones de las baterías líquidas, por lo que la el proceso de solidificación se ha convertido en un tema de investigación". jin yong, académico de la academia china de ingeniería y profesor del departamento de ingeniería química de la universidad de tsinghua, dijo que las baterías de estado sólido, como representante de la tecnología de baterías de "próxima generación". , también se han convertido en un foco de investigación.
jin yong cree que la innovación en la tecnología de baterías de estado sólido debe buscar avances tanto en la innovación material como en la innovación estructural. por ejemplo, el rendimiento de la batería se optimiza mediante el diseño de una estructura multicapa del electrodo negativo, que incluye una capa de electrolito sólido, una deposición de litio en escalera de conducción rápida tridimensional y un esqueleto. este diseño estructural ayuda a resolver los problemas del contacto desigual de la interfaz sólido-sólido y la pérdida de litio, mejorando así la estabilidad del ciclo y la seguridad de la batería.
por otro lado, las baterías de estado sólido también presentan desafíos materiales, "incluida la prevención de la formación de dendritas de litio y la mejora de la estabilidad de la interfaz. estos desafíos deben resolverse mediante avances en la ciencia de los materiales, como el desarrollo de nuevos materiales de electrolitos de estado sólido". , y a través de la ingeniería de interfaz. "mejorar el contacto entre el electrodo y el electrolito", dijo jin yong.
según un informe de investigación de huatai securities, se espera que para 2030, el mercado mundial de baterías de estado sólido supere los 300 mil millones de yuanes. a medida que la tecnología madure y los costos disminuyan, se espera que las baterías de estado sólido ocupen una posición importante en los futuros mercados de almacenamiento y suministro de energía.
las empresas automovilísticas acaban con las baterías de desarrollo propio
"la tecnología de las baterías eléctricas es como el corazón de los vehículos eléctricos y proporciona un flujo constante de 'potencia' para el desarrollo del vehículo. la calidad 'alta' o 'baja' de un vehículo eléctrico es inseparable de la tecnología de las baterías eléctricas. ", dijo el subsecretario general de china electric vehicles 100, shi jianhua.
para las empresas de automóviles, las baterías se han convertido en una parte clave de todo el sistema de suministro de energía. para cooperar con el lanzamiento de ledo l60, la solución baas y el modelo de intercambio de batería han salido a la luz pública, y se ha implementado el plan de suministro de energía condado-condado, desde el diseño inicial en ciudades clave hasta el diseño a lo largo de carreteras y lugares escénicos, y luego a la penetración en las áreas administrativas a nivel de los condados, logrando una cobertura total de "área de línea de punto", densificando aún más la red de reabastecimiento de energía de nio.
en los últimos años, muchas empresas de automóviles también han invertido muchos recursos en la investigación, el desarrollo y la innovación de la tecnología de baterías eléctricas. "la próxima tendencia en el caso de las baterías eléctricas es que las empresas de vehículos fabriquen baterías. si las empresas de vehículos no fabrican baterías, no podrán convertirse en empresas de vehículos de clase mundial, porque las baterías son muy rentables y representan una alta proporción del costo del vehículo", afirmó la asociación de concesionarios de automóviles de china, cui dongshu, secretario general de la división de investigación del mercado del automóvil. afectados por factores como el aumento de los precios de las materias primas, las fluctuaciones en los precios de las baterías eléctricas y las cadenas de suministro se han convertido en factores importantes que afectan el mercado de vehículos de nueva energía.
según estadísticas incompletas, hasta el momento, más de 10 fabricantes de automóviles chinos han iniciado investigaciones y desarrollo independientes de tecnología de baterías. entre estas empresas, a excepción de algunas empresas automotrices como leopao y lantu, que también obtienen celdas de batería del exterior mientras realizan investigación y desarrollo independientes, la mayoría de las empresas automotrices como byd, gac, geely y great wall han elegido una investigación y desarrollo independientes. estrategia en toda la cadena industrial.
al igual que no hace mucho, geely automobile lanzó su última batería de alto rendimiento, la batería geely aegis dagger, que adopta una configuración ctb y múltiples diseños de protección, incluido un protector inferior de estructura "sándwich", que mejora efectivamente el nivel de seguridad de la batería. paquete y ha pasado la certificación que incluye una serie de pruebas rigurosas que incluyen pruebas de penetración de bala real y apuñalamiento de 8 pines, el diseño de la batería tiene una vida útil de 3500 ciclos, que puede soportar que el vehículo viaje más de 1 millón de kilómetros, y la densidad de energía; es de hasta 192 wh/kg, lo que proporciona una mayor duración de la batería.
jiang yunqi, director del departamento de sistemas de baterías del centro de desarrollo de nuevas energías del instituto de investigación de automóviles geely, dijo que desde que geely comenzó su negocio en 1980 hasta ahora, las palabras "sentar las bases y practicar habilidades internas" son la sangre y los genes. de geely fluyendo desde sus huesos cómo hacer que los consumidores se sientan cómodos y la industria estable desde el nivel más bajo de tecnología es su principal atractivo.
las baterías de desarrollo propio no son un camino fácil
de hecho, no es fácil para los fabricantes de automóviles desarrollar tecnología de baterías independiente.
desde la perspectiva del desarrollo y la fabricación de celdas de batería únicamente, esto requiere investigación y desarrollo tecnológico continuo y acumulación de experiencia. en la actualidad, empresas automotrices como byd, gac, great wall y geely que pueden producir sus propias celdas de batería han comenzado a diseñar estrategias en el campo de la tecnología de baterías hace unos diez años después de pasar por etapas de investigación independiente. y desarrollo y producción independiente de paquetes de baterías. solo entonces pasó gradualmente a la investigación, el desarrollo y la producción independientes de celdas de batería.
las aplicaciones comerciales también enfrentan una serie de desafíos. la seguridad sigue siendo el peligro oculto más importante en la industria de las baterías eléctricas. los incidentes de seguridad no sólo afectarán la reputación de una sola empresa, sino que también socavarán la confianza de los consumidores en todo el mercado. para hacer frente a este problema, las empresas necesitan construir un sistema de seguridad integral en términos de materiales, diseño y sistemas de seguimiento.
además, el coste de la batería es un factor importante que obstaculiza la penetración en el mercado. el coste de las baterías eléctricas tiene un impacto vital en todo el vehículo, representando casi la mitad del total del vehículo, aunque la introducción de nuevos materiales y mejoras en los procesos han ayudado a reducir el coste de producción de las baterías de litio, con el fin de lograr la competencia económica con las internas. vehículos con motor de combustión, la industria de las baterías aún necesita lograr más avances en la producción a gran escala y la optimización de la cadena de suministro.
lo que hay que señalar es que en el actual mercado nacional de baterías eléctricas existe una contradicción obvia: hay un exceso de capacidad de producción de productos de gama baja, mientras que la capacidad de producción de productos de alta gama no puede satisfacer la demanda. ante esta situación, si las empresas de automóviles se limitan a desarrollar sus propias baterías sin mejorar la calidad del producto y los indicadores técnicos a niveles líderes en la industria, será difícil seguir compitiendo en el mercado de gama baja.
fuente: red global
