Het Tokyo Institute of Technology in Japan heeft de capaciteit van volledig-vastestofbatterijen verhoogd tot het hoogste niveau ter wereld.
Volgens Jiemian News van 16 juli heeft een onderzoeksteam bestaande uit Ryoji Kanno, een vooraanstaand professor aan het Tokyo Institute of Technology in Japan, met succes de snellaadfunctionaliteit en capaciteit van volledig-vastestofbatterijen verbeterd. De analyse werd gerealiseerd door nieuwe standaardmaterialen te ontwikkelen en het productieproces opnieuw te bestuderen. Gerelateerde artikelen zijn gepubliceerd in het Amerikaanse tijdschrift "Science". Volledig-vastestofbatterijen zijn een nieuw soort batterij. In tegenstelling tot andere batterijen is er geen vloeibaar elektrolyt, maar worden polymeren, oxiden of sulfiden gebruikt als vaste elektrolyten.
Toyota onthulde onlangs zijn ambitie om de grootte, prijs en het gewicht van zijn elektrische autobatterijen te halveren na een doorbraak in vastestofbatterijtechnologieën, aldus de Economic Times. Keiji Kaita, Toyota's topbatterijexpert, verklaarde op 4 juli dat het stroomlijnen van het productieproces voor batterijmaterialen de prijs van zijn volgende generatie technologie zal verlagen. "Voor onze vloeibare en vastestofbatterijen is het ons doel om de huidige situatie te revolutioneren waarin batterijen te groot, te zwaar en te duur zijn", aldus Keiji Kaita. "Wat betreft potentieel streven we ernaar al deze elementen te halveren. "Daarnaast heeft Ma Cheng, een professor aan de University of Science and Technology of China, een nieuw type vastestofelektrolyt ontwikkeld. De uitgebreide functionaliteit is vergelijkbaar met die van de meest geavanceerde sulfide- en chloride-vastestofelektrolyten, maar de prijs is minder dan 4% van de laatste, wat geschikt is voor industrialisatie. toepassing.
De volledig-vastestofbatterij van Japan heeft een gloednieuwe doorbraak gerealiseerd
Volgens Jiemian News heeft het bovengenoemde onderzoek van het Tokyo Institute of Technology in Japan een vaste elektrolyt met een hogere iongeleidbaarheid ontwikkeld en gecreëerd door gebruik te maken van high-entropy componenten. Door de samenstellingscomplexiteit van bekende lithium-snelle iongeleiders te verhogen, is de lithium-iongeleidbaarheid ongeveer 2,3-3,8 keer die van klassieke materialen, wat de oplaadtijd van de batterij kan verkorten. Dit impliceert dat de indicatoren die de laadfunctionaliteit van de batterij beïnvloeden, met maar liefst 3,8 keer kunnen worden verhoogd in vergelijking met de huidige standaardbatterijen, wat momenteel het hoogste niveau ter wereld is.
Daarnaast verbeterde de onderzoeksgroep de productiebenadering, en de negatieve elektrode gebruikt lithiummetaal in plaats van klassiek grafiet, wat de capaciteit van de positieve elektrode met 1,8 keer verhoogt in vergelijking met de huidige, wat betreft het gebied van de unit-elektrode. De proefgeproduceerde volledig-vastestofbatterij heeft een batterijcapaciteit van meer dan 20 milliampère per vierkante centimeter elektrode, wat het hoogste niveau is dat momenteel ter wereld is aangekondigd.
Binnen de huidige markt voor energiebatterijen nemen vloeibare lithiumbatterijen nog steeds een dominante positie in. Sun Shigang, een academicus aan de Chinese Academie van Wetenschappen, verklaarde ooit dat de energiedichtheid van huidige lithiumbatterijen dicht bij de theoretische limiet ligt. De afgelopen tien jaar is de energiedichtheid van vloeibare lithiumbatterijen met 2-3 keer toegenomen. In vergelijking met vloeibare lithiumbatterijen hebben vastestofbatterijen de positieve aspecten van een hoge energiedichtheid, een hogere veiligheid en een lange levensduur, en worden ze door de markt over het algemeen beschouwd als de volgende generatie energiebatterijtechnologieën.
De afgelopen jaren zijn er een aantal nieuwe prestaties op het gebied van vastestofbatterijen opgedoken binnen de academische gemeenschap, van wie velen Chinese wetenschappers zijn.
In overeenstemming met "Guangming Daily" heeft professor Ma Cheng van de University of Science and Technology of China een gloednieuw type vaste elektrolyt ontwikkeld en gesynthetiseerd - lithiumzirconiumoxychloride. De kosten zijn minder dan 4% van de laatste, wat geschikt is voor industriële toepassing. De studie werd op 27 juni van dit jaar gepubliceerd in het internationaal gerenommeerde academische tijdschrift Nature Communications.
Op weg naar de industrialisatie van vastestof-lithiumbatterijen zijn Japanse organisaties agressiever. Begin juni van dit jaar kondigde Toyota de nieuwste strategie aan voor de commercialisering van vastestofbatterijen. Al in 2027 zal Toyota elektrische auto's met vastestofbatterijen op de markt brengen, die ongeveer 1.200 kilometer kunnen afleggen in minder dan 10 minuten.
De vastestofbatterij van Toyota is een game-changer?
In overeenstemming met de Financial Connected Press zei Toyota op dinsdag (4 juli) dat het een grote doorbraak heeft gerealiseerd in de vastestofbatterijtechnologie die het gewicht, het volume en de prijs van batterijen kan halveren, wat enorme voordelen kan opleveren voor de vooruitgang van elektrische voertuigen. drijvende kracht.
De op één na grootste autofabrikant ter wereld streeft momenteel een strategie na om elektrische auto's met geavanceerde vastestofbatterijen in 2025 te lanceren. In vergelijking met vloeibare batterijen hebben vastestofbatterijen hogere voordelen.
Keiji Kaida, President van Toyota's Carbon Neutral R&D Center, zei: "Of het nu een vloeibare batterij of een vastestofbatterij is, ons doel is om de huidige situatie volledig te veranderen waarin batterijen te groot, te zwaar en te duur zijn. Wat betreft potentieel in dit opzicht, zullen we ernaar streven die factoren te halveren.
Haitian merkte op dat het bedrijf manieren heeft ontwikkeld om de duurzaamheid van de batterij te verbeteren en gelooft dat het nu vastestofbatterijen kan creëren met een bereik van 1.200 kilometer en een oplaadtijd van tien minuten of minder.
David Bailey, professor in bedrijfseconomie aan de University of Birmingham, gelooft dat als de beweringen van Toyota waar zijn, dit een mijlpaalmoment zou kunnen zijn voor de toekomst van elektrische auto's. "Vaak is er een doorbraak in de prototypefase, maar het is moeilijk om de productie op te schalen." Hij voegde eraan toe: "Als het echt een doorbraak is, dan kan het een disruptieve verandering zijn, zelfs elektrische auto's. De Heilige Graal in de markt.
Volgens de Monetary Times verwacht het bedrijf in 2027 te beginnen met de productie van vastestofbatterijen voor elektrische voertuigen.
Volgens een eerder rapport van Meijing.com, al in augustus 2020, hebben Toyota elektrische auto's die zijn uitgerust met volledig-vastestofbatterijen licenties verkregen en zijn er rij-experimenten gestart. Toyota onthulde aan verslaggevers dat vóór 2025 de volledig-vastestofbatterijen van Toyota op kleine schaal in massaproductie zullen worden genomen en dat ze eerst in hybride auto's zullen worden geïnstalleerd; tegen 2030 zullen de volledig-vastestofbatterijen van Toyota een continue en stabiele productie bereiken.
"Tijdens de ontwikkelingsmethode hebben we geleerd dat de ionen in de volledig-vastestofbatterij met hogere snelheid in de batterij zullen bewegen om een hoog vermogen te bereiken. We hopen dat deze functie kan worden gebruikt in hybride voertuigen om te profiteren van de volledig-vastestofbatterij." Toyota drukt zich uit.
In 2021 kondigde Toyota Motor aan dat het tegen 2030 naar verwachting 1,5 biljoen yen (ongeveer 88,12 miljard RMB) zal investeren in de ontwikkeling van energiebatterijen en hun batterijtoeleveringsketen, om de leiding te nemen in belangrijke automobieltechnologiegebieden in het volgende decennium en een aanhoudend concurrentievermogen te behouden in de prijs van elektrische en hybride auto's.
In overeenstemming met een rapport van CNR.com op 4 juli vernam de verslaggever van de University of Science and Technology of China dat professor Ma Cheng van de University of Science and Technology of China een nieuw type vastestofelektrolyt heeft gecreëerd. De uitgebreide algehele prestaties zijn vergelijkbaar met die van de meest geavanceerde sulfide- en chloride-vastestofelektrolyten. , maar de prijs is minder dan 4% van de laatste, geschikt voor industriële toepassing. Op 27 juni werd de prestatie gepubliceerd in het internationaal gerenommeerde academische tijdschrift Nature Communications.
Hoewel het een sterk prijsvoordeel heeft, zijn de uitgebreide algehele prestaties van lithiumzirconiumoxychloride vergelijkbaar met die van de meest geavanceerde sulfide- en chloride-vastestofelektrolyten. Experimenten hebben bewezen dat de volledig-vastestof-lithiumbatterij die is samengesteld uit lithiumzirconiumoxychloride en een positieve hoog-nikkel ternaire elektrode uitstekende prestaties heeft aangetoond: onder de voorwaarde van snel opladen gedurende 12 minuten, circuleert de batterij nog steeds effectief bij kamertemperatuur gedurende meer dan 2000 cycli.
In overeenstemming met de onderzoekers kan lithiumzirconiumoxychloride prestaties bereiken die vergelijkbaar zijn met die van de meest geavanceerde sulfide- en chloride-vastestofelektrolyten tegen de huidige laagste kosten, wat van groot belang is voor de industrialisatie van volledig-vastestof-lithiumbatterijen.