Selama periode “Rencana Lima Tahun Ketigabelas”, produksi dan penjualan kendaraan energi baru Tiongkok telah berkembang pesat, menduduki peringkat pertama di dunia selama lima tahun berturut-turut.Jumlah kendaraan energi baru diperkirakan akan melebihi 5 juta pada akhir tahun ini.Pada saat yang sama, kabar baik terus datang dari Tiongkok dalam teknologi inti baterai energi baru.Chen Liquan, 80 tahun, orang pertama di industri baterai lithium Tiongkok, memimpin timnya untuk mengembangkan bahan baterai baru.
Baterai lithium nano-silikon baru dirilis, dengan kapasitas 5 kali lipat dari baterai lithium tradisional
Chen Liquan, seorang akademisi berusia 80 tahun dari Akademi Teknik Tiongkok, adalah pendiri industri baterai litium Tiongkok.Pada 1980-an, Chen Liquan dan timnya memimpin penelitian tentang elektrolit padat dan baterai sekunder litium di Tiongkok.Pada tahun 1996, ia memimpin tim peneliti ilmiah untuk mengembangkan baterai lithium-ion untuk pertama kalinya di Tiongkok, memimpin dalam memecahkan masalah ilmiah, teknologi, dan teknik produksi skala besar baterai lithium-ion dalam negeri, dan mewujudkan industrialisasi. baterai lithium-ion domestik.
Di Liyang, Jiangsu, Li Hong, anak didik Akademisi Chen Liquan, memimpin timnya untuk mencapai terobosan dalam bahan baku utama baterai litium setelah lebih dari 20 tahun melakukan penelitian teknis dan produksi massal pada tahun 2017.
Material anoda nano-silikon merupakan material baru yang dikembangkan secara mandiri oleh mereka.Kapasitas baterai kancing yang dibuat lima kali lipat dari baterai lithium grafit tradisional.
Luo Fei, Manajer Umum Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd.
Silikon terdapat secara luas di alam dan memiliki cadangan yang melimpah.Komponen utama pasir adalah silika.Namun untuk menjadikan silikon metalik menjadi bahan silikon anoda diperlukan pengolahan khusus.Di laboratorium, tidak sulit untuk menyelesaikan pemrosesan tersebut, tetapi untuk membuat bahan anoda silikon tingkat ton memerlukan banyak penelitian teknis dan eksperimen.
Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok telah meneliti nano-silikon sejak tahun 1996, dan mulai membangun jalur produksi bahan anoda silikon pada tahun 2012. Baru pada tahun 2017 jalur produksi pertama dibangun, dan terus disesuaikan. dan direvisi.Setelah ribuan kegagalan, bahan anoda silikon diproduksi secara massal.Saat ini, produksi tahunan bahan anoda silikon untuk baterai lithium-ion pabrik Liyang dapat mencapai 2.000 ton.
Jika bahan anoda silikon adalah pilihan yang baik untuk meningkatkan kepadatan energi baterai lithium di masa depan, maka teknologi baterai solid-state adalah solusi yang diakui dan efektif untuk memecahkan masalah saat ini seperti keselamatan dan masa pakai baterai lithium.Saat ini, banyak negara yang secara aktif mengembangkan baterai solid-state, dan penelitian serta pengembangan teknologi baterai lithium solid-state di Tiongkok juga sejalan dengan dunia.
Di pabrik di Liyang ini, drone menggunakan baterai lithium solid-state yang dikembangkan oleh tim yang dipimpin oleh Profesor Li Hong memiliki daya jelajah 20% lebih panjang dibandingkan drone dengan spesifikasi yang sama.Rahasianya terletak pada material berwarna coklat tua ini, yaitu material katoda solid-state yang dikembangkan oleh Institut Fisika, Akademi Ilmu Pengetahuan China.
Pada tahun 2018, desain dan pengembangan sistem baterai listrik solid-state 300Wh/kg selesai di sini.Jika dipasang pada kendaraan, dapat menggandakan jangkauan jelajah kendaraan.Pada tahun 2019, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok mendirikan jalur produksi percontohan baterai solid-state di Liyang, Jiangsu.Pada bulan Mei tahun ini, produk sudah mulai digunakan pada produk elektronik konsumen.
Namun, Li Hong mengatakan kepada wartawan bahwa ini bukanlah baterai solid-state dalam arti sebenarnya, melainkan baterai quasi-solid-state yang terus dioptimalkan dalam teknologi baterai litium cair.Jika Anda ingin membuat mobil memiliki jangkauan yang lebih jauh, ponsel memiliki waktu siaga lebih lama, dan tidak ada yang bisa Agar pesawat terbang lebih tinggi dan lebih jauh, perlu dikembangkan baterai all-solid-state yang lebih aman dan berkapasitas lebih besar.
Baterai baru bermunculan satu demi satu dan “Electric China” sedang dibangun
Tidak hanya Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan China, banyak perusahaan juga menjajaki teknologi dan material baru untuk baterai energi baru.Di sebuah perusahaan energi baru di Zhuhai, Guangdong, sebuah bus listrik murni sedang mengisi daya di area demonstrasi pengisian daya perusahaan tersebut.
Setelah mengisi daya selama lebih dari tiga menit, sisa daya meningkat dari 33% menjadi lebih dari 60%.Hanya dalam waktu 8 menit, bus terisi penuh, menunjukkan 99%.
Liang Gong mengatakan kepada wartawan bahwa rute bus kota telah ditetapkan dan jarak tempuh pulang pergi tidak akan melebihi 100 kilometer.Mengisi daya selama waktu istirahat pengemudi bus dapat memberikan manfaat penuh dari baterai lithium titanate yang dapat diisi dengan cepat.Selain itu, baterai lithium titanate memiliki waktu siklus.Keuntungan umur panjang.
Di lembaga penelitian baterai perusahaan ini, terdapat baterai lithium titanate yang telah menjalani uji siklus pengisian dan pengosongan sejak tahun 2014. Baterai tersebut telah diisi dan dikosongkan lebih dari 30.000 kali dalam enam tahun.
Di laboratorium lain, teknisi mendemonstrasikan kepada wartawan uji jatuh, tusukan jarum, dan pemotongan baterai litium titanat.Apalagi setelah jarum baja menembus aki, tidak ada rasa terbakar atau asap, dan aki masih bisa digunakan dengan normal., baterai litium titanat juga memiliki rentang suhu lingkungan yang luas.
Meskipun baterai lithium titanate memiliki keunggulan yaitu umur yang panjang, keamanan yang tinggi, dan pengisian yang cepat, namun kepadatan energi baterai lithium titanate tidak cukup tinggi, hanya sekitar setengah dari baterai lithium.Oleh karena itu, mereka fokus pada skenario penerapan yang tidak memerlukan kepadatan energi tinggi, seperti bus, kendaraan khusus, dan pembangkit listrik penyimpan energi.
Dalam hal penelitian dan pengembangan baterai penyimpan energi dan industrialisasi, baterai natrium-ion yang dikembangkan oleh Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan China telah mulai menuju komersialisasi.Dibandingkan dengan baterai timbal-asam, baterai natrium-ion tidak hanya berukuran lebih kecil tetapi juga lebih ringan untuk kapasitas penyimpanan yang sama.Berat baterai natrium-ion dengan volume yang sama kurang dari 30% berat baterai timbal-asam.Pada mobil tamasya listrik berkecepatan rendah, jumlah listrik yang disimpan di ruang yang sama meningkat sebesar 60%.
Pada tahun 2011, Hu Yongsheng, seorang peneliti di Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok yang juga belajar di bawah bimbingan Akademisi Chen Liquan, memimpin tim dan mulai mengerjakan penelitian dan pengembangan teknologi baterai natrium-ion.Setelah 10 tahun melakukan penelitian teknis, baterai natrium-ion dikembangkan, yang merupakan lapisan terbawah penelitian dan pengembangan baterai natrium-ion di Tiongkok dan dunia.dan bidang aplikasi produk berada pada posisi terdepan.
Dibandingkan dengan baterai litium-ion, salah satu keunggulan terbesar baterai natrium-ion adalah bahan bakunya didistribusikan secara luas dan murah.Bahan baku pembuatan bahan elektroda negatif adalah batubara yang dicuci.Harga per tonnya kurang dari seribu yuan, jauh lebih rendah dari harga puluhan ribu yuan per ton grafit.Bahan lainnya, natrium karbonat, juga kaya sumber daya dan murah.
Baterai sodium-ion tidak mudah terbakar, memiliki keamanan yang baik, dan dapat bekerja pada suhu minus 40 derajat Celcius.Namun kepadatan energinya tidak sebaik baterai lithium.Saat ini, bahan tersebut hanya dapat digunakan pada kendaraan listrik berkecepatan rendah, pembangkit listrik penyimpan energi, dan bidang lain yang memerlukan kepadatan energi rendah.Namun, tujuan dari baterai natrium-ion adalah untuk digunakan sebagai peralatan penyimpanan energi, dan sistem pembangkit listrik penyimpanan energi 100 kilowatt-jam telah dikembangkan.
Mengenai arah pengembangan baterai daya dan baterai penyimpan energi di masa depan, Chen Liquan, akademisi dari Akademi Teknik Tiongkok, percaya bahwa keselamatan dan biaya masih menjadi persyaratan inti untuk penelitian teknis tentang baterai daya dan baterai penyimpan energi.Dalam kasus kekurangan energi tradisional, baterai penyimpan energi dapat mendorong penerapan energi terbarukan di jaringan listrik, memperbaiki kontradiksi antara konsumsi daya puncak dan lembah, dan membentuk struktur energi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan.
[Pengamatan setengah jam] Mengatasi “titik kesulitan” pengembangan energi baru
Dalam rekomendasi pemerintah pusat mengenai “Rencana Lima Tahun ke-14”, energi baru dan kendaraan energi baru, bersama dengan teknologi informasi generasi baru, bioteknologi, peralatan canggih, peralatan dirgantara, dan kelautan, terdaftar sebagai industri strategis yang membutuhkan. untuk dipercepat.Pada saat yang sama, disebutkan bahwa penting untuk membangun mesin pertumbuhan bagi industri-industri baru yang strategis dan mengembangkan teknologi baru, produk baru, format bisnis baru, dan model baru.
Dalam program tersebut, kami melihat bahwa lembaga penelitian ilmiah dan perusahaan industri menggunakan jalur teknis yang berbeda untuk mengatasi “masalah” pengembangan energi baru.Saat ini, meskipun pengembangan industri energi baru di negara saya telah mencapai keunggulan tertentu sebagai penggerak pertama, industri ini masih menghadapi kekurangan dalam pembangunan dan teknologi inti perlu ditembus.Ini sedang menunggu orang-orang pemberani untuk mendaki dengan kebijaksanaan dan mengatasinya dengan kegigihan.
Waktu posting: 23 November 2023