Токийский технологический институт Японии повысил емкость твердотельных аккумуляторов до самого высокого уровня в мире.
Согласно Jiemian News от 16 июля, не так давно исследовательская группа под руководством Рёдзи Канно, выдающегося профессора Токийского технологического института в Японии, успешно улучшила функцию быстрой зарядки и емкость твердотельных аккумуляторов. Анализ был реализован путем создания новых стандартных материалов и повторного изучения производственного процесса. Соответствующие статьи были опубликованы в американском журнале "Science". Твердотельные аккумуляторы - это новый тип аккумуляторов. В отличие от других аккумуляторов, в них нет жидкого электролита, а в качестве твердых электролитов используются полимеры, оксиды или сульфиды.
Toyota недавно раскрыла свои амбиции - вдвое сократить размер, цену и вес своих аккумуляторов для электромобилей после прорыва в технологиях твердотельных аккумуляторов, согласно Economic Times. Кейджи Кайта, ведущий эксперт Toyota по аккумуляторам, заявил 4 июля, что оптимизация производственного процесса для производства аккумуляторных материалов снизит стоимость технологии следующего поколения. "Для наших жидкостных и твердотельных аккумуляторов наша цель - революционизировать существующую ситуацию, когда аккумуляторы слишком большие, слишком тяжелые и слишком дорогие", - заявил Кейджи Кайта. "С точки зрения потенциала, мы стремимся сократить все эти факторы вдвое". Кроме того, Ма Чэн, профессор Научно-технического университета Китая, разработал новый тип твердотельного электролита. Его всесторонняя функциональность аналогична той, что у самых передовых сульфидных и хлоридных твердотельных электролитов, но цена составляет менее 4% от последней, что подходит для промышленного применения.
Твердотельный аккумулятор Японии совершил совершенно новый прорыв
Согласно Jiemian News, вышеупомянутое исследование Токийского технологического института в Японии разработало и создало твердый электролит с более высокой ионной проводимостью, используя высокоэнтропийные компоненты. За счет повышения композиционной сложности известных литиевых быстроионных проводников ионная проводимость лития примерно в 2,3-3,8 раза выше, чем у классических материалов, что может сократить время зарядки аккумулятора. Это означает, что показатели, влияющие на производительность зарядки аккумулятора, могут быть увеличены в 3,8 раза по сравнению с текущими стандартными аккумуляторами, что в настоящее время является самым высоким уровнем в мире.
Кроме того, исследовательская группа усовершенствовала производственный процесс, а в отрицательном электроде используется литий-металл вместо классического графита, что увеличивает емкость положительного электрода в 1,8 раза по сравнению с нынешним с точки зрения площади единичного электрода. Испытательный твердотельный аккумулятор имеет емкость более 20 миллиампер на квадратный сантиметр электрода, что является самым высоким уровнем, объявленным в настоящее время в мире.
На существующем рынке аккумуляторных батарей жидкие литиевые батареи по-прежнему занимают доминирующее положение. Сунь Шиган, академик Китайской академии наук, однажды заявил, что плотность энергии современных литиевых батарей близка к теоретическому пределу. За последние десять лет плотность энергии жидких литиевых батарей увеличилась в 2-3 раза. По сравнению с жидкими литиевыми батареями твердотельные батареи обладают преимуществами высокой плотности энергии, высокой безопасности и длительного срока службы и обычно рассматриваются рынком как технологии аккумуляторных батарей следующего поколения.
В последние годы в академическом сообществе появилось несколько новых достижений в области твердотельных аккумуляторов, многие из которых принадлежат китайским ученым.
Согласно "Guangming Daily", профессор Ма Чэн из Научно-технического университета Китая разработал и синтезировал новую форму твердотельного электролита - оксихлорид циркония лития. Стоимость составляет менее 4% от последней, что подходит для промышленного применения. Исследование было опубликовано в международном известном академическом журнале Nature Communications 27 июня этого года.
На пути к индустриализации твердотельных литиевых батарей японские организации более агрессивны. В начале июня этого года Toyota объявила о новейшей стратегии коммерциализации твердотельных батарей. Уже в 2027 году Toyota выпустит электромобили, оснащенные твердотельными батареями, которые смогут проехать около 1200 километров менее чем за 10 минут.
Твердотельный аккумулятор Toyota меняет правила игры?
Согласно Financial Connected Press, Toyota заявила во вторник (4 июля), что совершила крупный прорыв в технологии твердотельных аккумуляторов, который может вдвое сократить вес, объем и цену аккумуляторов, что может принести огромные преимущества для развития электромобилей. движущая сила.
Второй по величине автопроизводитель в мире в настоящее время реализует стратегию запуска электромобилей с передовыми твердотельными аккумуляторами к 2025 году. По сравнению с жидкостными аккумуляторами твердотельные аккумуляторы имеют более высокие преимущества.
Кейджи Каида, президент Центра исследований и разработок Toyota по углеродной нейтральности, сказал: "Будь то жидкостный аккумулятор или твердотельный аккумулятор, наша цель - полностью изменить существующую ситуацию, когда аккумуляторы слишком большие, слишком тяжелые и слишком дорогие. С точки зрения потенциала в этом отношении, мы будем стремиться сократить эти факторы вдвое.
Haitian отметила, что компания разработала способы повышения долговечности аккумуляторов и считает, что теперь может создавать твердотельные аккумуляторы с запасом хода 1200 километров и временем зарядки 10 минут или меньше.
Дэвид Бейли, профессор бизнес-экономики в Бирмингемском университете, считает, что если утверждения Toyota верны, это может стать знаковым моментом для будущего электромобилей. "Часто происходит какой-то прорыв на стадии прототипа, но трудно масштабировать производство". Он добавил: "Если это действительно прорыв, то это может быть разрушительным изменением, даже для электромобилей. Святой Грааль на рынке.
Согласно Financial Times, компания рассчитывает начать производство твердотельных аккумуляторов для электромобилей в 2027 году.
Согласно предыдущему отчету Meijing.com, еще в августе 2020 года электромобили Toyota, оснащенные твердотельными аккумуляторами, получили лицензии и начали ходовые испытания. Toyota сообщила журналистам, что до 2025 года твердотельные аккумуляторы Toyota будут массово производиться в небольших масштабах, и они будут сначала устанавливаться на гибридные автомобили; к 2030 году твердотельные аккумуляторы Toyota достигнут непрерывного и стабильного производства.
"В процессе разработки мы узнали, что ионы в твердотельном аккумуляторе будут двигаться с более высокой скоростью внутри аккумулятора для достижения высокой выходной мощности. Мы надеемся, что эта функция может быть использована в гибридных автомобилях, чтобы воспользоваться преимуществами твердотельного аккумулятора", - заявила Toyota.
В 2021 году Toyota Motor объявила, что к 2030 году планирует инвестировать 1,5 триллиона иен (примерно 88,12 миллиарда юаней) в разработку аккумуляторных батарей и их цепочки поставок, чтобы занять лидирующие позиции в ключевых областях автомобильных технологий в следующем десятилетии и поддерживать устойчивую конкурентоспособность в цене электромобилей и гибридных автомобилей.
Согласно отчету CNR.com от 4 июля, репортер узнал от Научно-технического университета Китая, что профессор Ма Чэн из Научно-технического университета Китая разработал новую форму твердотельного электролита. Его всесторонняя производительность аналогична той, что у самых передовых сульфидных и хлоридных твердотельных электролитов, но цена составляет менее 4% от последней, что подходит для промышленного применения. 27 июня достижение было опубликовано в международном известном академическом журнале Nature Communications.
Обладая сильным ценовым преимуществом, всесторонняя производительность оксихлорида циркония лития сопоставима с самыми передовыми сульфидными и хлоридными твердотельными электролитами. Эксперименты доказали, что твердотельный литиевый аккумулятор, состоящий из оксихлорида циркония лития и высоконикелевого тройного положительного электрода, продемонстрировал отличные характеристики: в условиях быстрой зарядки в течение 12 минут аккумулятор по-прежнему эффективно циклирует при комнатной температуре более 2000 циклов.
По словам исследователей, оксихлорид циркония лития может достичь производительности, сопоставимой с производительностью самых передовых сульфидных и хлоридных твердотельных электролитов при текущей самой низкой стоимости, что имеет большое значение для индустриализации твердотельных литиевых батарей.