Κατά τη διάρκεια της περιόδου του «Δέκατου Τρίτου Πενταετούς Σχεδίου», η παραγωγή και οι πωλήσεις νέων ενεργειακών οχημάτων στην Κίνα αυξήθηκαν ραγδαία, καταλαμβάνοντας την πρώτη θέση στον κόσμο για πέντε συνεχόμενα χρόνια.Αναμένεται ότι ο αριθμός των νέων ενεργειακών οχημάτων θα ξεπεράσει τα 5 εκατομμύρια μέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους.Ταυτόχρονα, καλά νέα συνεχίζουν να έρχονται από την Κίνα για τη βασική τεχνολογία των νέων ενεργειακών μπαταριών.Ο 80χρονος Chen Liquan, ο πρώτος άνθρωπος στη βιομηχανία μπαταριών λιθίου της Κίνας, οδήγησε την ομάδα του στην ανάπτυξη νέων υλικών μπαταριών.
Κυκλοφορεί νέα μπαταρία λιθίου νανοπυριτίου, με χωρητικότητα 5 φορές μεγαλύτερη από την παραδοσιακή μπαταρία λιθίου
Ο Chen Liquan, ένας 80χρονος ακαδημαϊκός της Κινεζικής Ακαδημίας Μηχανικών, είναι ο ιδρυτής της βιομηχανίας μπαταριών λιθίου της Κίνας.Στη δεκαετία του 1980, ο Chen Liquan και η ομάδα του πρωτοστάτησαν στη διεξαγωγή έρευνας για στερεούς ηλεκτρολύτες και δευτερογενείς μπαταρίες λιθίου στην Κίνα.Το 1996, ηγήθηκε μιας επιστημονικής ερευνητικής ομάδας για την ανάπτυξη μπαταριών ιόντων λιθίου για πρώτη φορά στην Κίνα, πρωτοστάτησε στην επίλυση των επιστημονικών, τεχνολογικών και μηχανικών προβλημάτων της μεγάλης κλίμακας παραγωγής οικιακών μπαταριών ιόντων λιθίου και πραγματοποίησε τη βιομηχανοποίηση οικιακών μπαταριών ιόντων λιθίου.
Στο Liyang του Jiangsu, ο Li Hong, προστατευόμενος του ακαδημαϊκού Chen Liquan, οδήγησε την ομάδα του να επιτύχει μια σημαντική ανακάλυψη σε μια βασική πρώτη ύλη για μπαταρίες λιθίου μετά από περισσότερα από 20 χρόνια τεχνικής έρευνας και μαζικής παραγωγής το 2017.
Το υλικό ανόδου νανο-πυριτίου είναι ένα νέο υλικό που αναπτύχθηκε ανεξάρτητα από αυτούς.Η χωρητικότητα των μπαταριών κουμπιών που κατασκευάζονται από αυτό είναι πέντε φορές μεγαλύτερη από τις παραδοσιακές μπαταρίες λιθίου γραφίτη.
Luo Fei, Γενικός Διευθυντής της Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd.
Το πυρίτιο υπάρχει ευρέως στη φύση και είναι άφθονο σε αποθέματα.Το κύριο συστατικό της άμμου είναι το πυρίτιο.Αλλά για να μετατραπεί το μεταλλικό πυρίτιο σε υλικό ανόδου πυριτίου, απαιτείται ειδική επεξεργασία.Στο εργαστήριο, δεν είναι δύσκολο να ολοκληρωθεί μια τέτοια επεξεργασία, αλλά η κατασκευή υλικών ανόδου πυριτίου σε επίπεδο τόνου απαιτεί πολλή τεχνική έρευνα και πειράματα.
Το Ινστιτούτο Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών ερευνά νανοπυρίτιο από το 1996 και ξεκίνησε την κατασκευή μιας γραμμής παραγωγής υλικού ανόδου πυριτίου το 2012. Μόλις το 2017 κατασκευάστηκε η πρώτη γραμμή παραγωγής και προσαρμόστηκε συνεχώς και αναθεωρήθηκε.Μετά από χιλιάδες αστοχίες, τα υλικά ανόδου πυριτίου παρήχθησαν μαζικά.Επί του παρόντος, η ετήσια παραγωγή υλικών ανόδου πυριτίου για μπαταρίες ιόντων λιθίου του εργοστασίου Liyang μπορεί να φτάσει τους 2.000 τόνους.
Εάν τα υλικά ανόδου πυριτίου είναι μια καλή επιλογή για τη βελτίωση της ενεργειακής πυκνότητας των μπαταριών λιθίου στο μέλλον, τότε η τεχνολογία μπαταριών στερεάς κατάστασης είναι μια αναγνωρισμένη και αποτελεσματική λύση για την επίλυση τρεχόντων προβλημάτων όπως η ασφάλεια και η διάρκεια ζωής των μπαταριών λιθίου.Επί του παρόντος, πολλές χώρες αναπτύσσουν ενεργά μπαταρίες στερεάς κατάστασης και η έρευνα και ανάπτυξη της τεχνολογίας μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης της Κίνας συμβαδίζει επίσης με τον κόσμο.
Σε αυτό το εργοστάσιο στο Liyang, τα drones που χρησιμοποιούν μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης που αναπτύχθηκαν από μια ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Li Hong έχουν εύρος πλεύσης που είναι 20% μεγαλύτερο από αυτό των drones με τις ίδιες προδιαγραφές.Το μυστικό βρίσκεται σε αυτό το σκούρο καφέ υλικό, το οποίο είναι το υλικό καθόδου στερεάς κατάστασης που αναπτύχθηκε από το Ινστιτούτο Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών.
Το 2018, ολοκληρώθηκε εδώ ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη ενός συστήματος μπαταριών στερεάς κατάστασης ισχύος 300 Wh/kg.Όταν εγκατασταθεί σε ένα όχημα, μπορεί να διπλασιάσει την εμβέλεια πλεύσης του οχήματος.Το 2019, η Κινεζική Ακαδημία Επιστημών δημιούργησε μια πιλοτική γραμμή παραγωγής μπαταριών στερεάς κατάστασης στο Liyang του Jiangsu.Τον Μάιο του τρέχοντος έτους, τα προϊόντα άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά προϊόντα ευρείας κατανάλωσης.
Ωστόσο, ο Li Hong είπε στους δημοσιογράφους ότι αυτή δεν είναι μια μπαταρία πλήρως στερεάς κατάστασης με την πλήρη έννοια, αλλά μια μπαταρία σχεδόν στερεάς κατάστασης που βελτιστοποιείται συνεχώς στην τεχνολογία μπαταριών υγρού λιθίου.Εάν θέλετε να κάνετε τα αυτοκίνητα να έχουν μεγαλύτερη εμβέλεια, τα κινητά τηλέφωνα να έχουν μεγαλύτερο χρόνο αναμονής και κανείς να μην μπορεί Για να πετούν τα αεροσκάφη όλο και πιο ψηλά, είναι απαραίτητο να αναπτύξετε ασφαλέστερες και μεγαλύτερης χωρητικότητας μπαταρίες στερεάς κατάστασης.
Οι νέες μπαταρίες αναδύονται η μία μετά την άλλη και το “Electric China” είναι υπό κατασκευή
Όχι μόνο το Ινστιτούτο Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, πολλές εταιρείες εξερευνούν επίσης νέες τεχνολογίες και υλικά για νέες ενεργειακές μπαταρίες.Σε μια νέα ενεργειακή εταιρεία στο Zhuhai του Guangdong, ένα αμιγώς ηλεκτρικό λεωφορείο φορτίζει στον χώρο επίδειξης φόρτισης της εταιρείας.
Μετά από φόρτιση για περισσότερα από τρία λεπτά, η υπολειπόμενη ισχύς αυξήθηκε από 33% σε περισσότερο από 60%.Σε μόλις 8 λεπτά, το λεωφορείο φορτίστηκε πλήρως, δείχνοντας 99%.
Ο Λιάνγκ Γκονγκ είπε στους δημοσιογράφους ότι τα δρομολόγια των αστικών λεωφορείων είναι σταθερά και τα χιλιόμετρα για ένα ταξίδι μετ' επιστροφής δεν θα υπερβαίνουν τα 100 χιλιόμετρα.Η φόρτιση κατά τη διάρκεια του χρόνου ανάπαυσης του οδηγού του λεωφορείου μπορεί να δώσει πλήρη εικόνα στα πλεονεκτήματα της γρήγορης φόρτισης των μπαταριών τιτανικού λιθίου.Επιπλέον, οι μπαταρίες τιτανικού λιθίου έχουν χρόνους κύκλου.Πλεονεκτήματα μεγάλης διάρκειας ζωής.
Στο ερευνητικό ινστιτούτο μπαταριών αυτής της εταιρείας, υπάρχει μια μπαταρία τιτανικού λιθίου που υποβάλλεται σε δοκιμές κύκλου φόρτισης και εκφόρτισης από το 2014. Έχει φορτιστεί και αποφορτιστεί περισσότερες από 30.000 φορές σε έξι χρόνια.
Σε ένα άλλο εργαστήριο, τεχνικοί έδειξαν στους δημοσιογράφους τις δοκιμές πτώσης, τρύπημα με βελόνα και κοπή των μπαταριών τιτανικού λιθίου.Ειδικά μετά τη διείσδυση της ατσάλινας βελόνας στην μπαταρία, δεν υπήρχε καύση ή καπνός και η μπαταρία μπορούσε να χρησιμοποιηθεί κανονικά., επίσης οι μπαταρίες τιτανικού λιθίου έχουν ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών περιβάλλοντος.
Αν και οι μπαταρίες τιτανικού λιθίου έχουν τα πλεονεκτήματα της μεγάλης διάρκειας ζωής, της υψηλής ασφάλειας και της γρήγορης φόρτισης, η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών τιτανικού λιθίου δεν είναι αρκετά υψηλή, μόνο περίπου η μισή από τις μπαταρίες λιθίου.Ως εκ τούτου, έχουν επικεντρωθεί σε σενάρια εφαρμογών που δεν απαιτούν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, όπως λεωφορεία, ειδικά οχήματα και σταθμούς παραγωγής ενέργειας αποθήκευσης ενέργειας.
Όσον αφορά την έρευνα και την ανάπτυξη και εκβιομηχάνιση μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας, η μπαταρία ιόντων νατρίου που αναπτύχθηκε από το Ινστιτούτο Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών έχει ξεκινήσει τον δρόμο προς την εμπορευματοποίηση.Σε σύγκριση με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, οι μπαταρίες ιόντων νατρίου δεν είναι μόνο μικρότερες σε μέγεθος αλλά και πολύ ελαφρύτερες σε βάρος για την ίδια χωρητικότητα αποθήκευσης.Το βάρος των μπαταριών ιόντων νατρίου του ίδιου όγκου είναι μικρότερο από το 30% του βάρους των μπαταριών μολύβδου-οξέος.Σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο χαμηλής ταχύτητας περιήγησης στα αξιοθέατα, η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που αποθηκεύεται στον ίδιο χώρο αυξάνεται κατά 60%.
Το 2011, ο Hu Yongsheng, ερευνητής στο Ινστιτούτο Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών που σπούδασε επίσης υπό τον ακαδημαϊκό Chen Liquan, ηγήθηκε μιας ομάδας και άρχισε να εργάζεται για την έρευνα και την ανάπτυξη της τεχνολογίας μπαταριών ιόντων νατρίου.Μετά από 10 χρόνια τεχνικής έρευνας, αναπτύχθηκε μια μπαταρία ιόντων νατρίου, η οποία αποτελεί το κατώτερο στρώμα της έρευνας και ανάπτυξης μπαταριών ιόντων νατρίου στην Κίνα και τον κόσμο.και τα πεδία εφαρμογής προϊόντων κατέχουν ηγετική θέση.
Σε σύγκριση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα των μπαταριών ιόντων νατρίου είναι ότι οι πρώτες ύλες είναι ευρέως διανεμημένες και φθηνές.Η πρώτη ύλη για την παραγωγή υλικών αρνητικών ηλεκτροδίων είναι ο πλυμένος άνθρακας.Η τιμή ανά τόνο είναι μικρότερη από χίλια γιουάν, η οποία είναι πολύ χαμηλότερη από την τιμή των δεκάδων χιλιάδων γιουάν ανά τόνο γραφίτη.Ένα άλλο υλικό, το ανθρακικό νάτριο, είναι επίσης πλούσιο σε πόρους και φθηνό.
Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου δεν καίγονται εύκολα, έχουν καλή ασφάλεια και μπορούν να λειτουργήσουν στους μείον 40 βαθμούς Κελσίου.Ωστόσο, η ενεργειακή πυκνότητα δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή των μπαταριών λιθίου.Επί του παρόντος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε ηλεκτρικά οχήματα χαμηλής ταχύτητας, σταθμούς παραγωγής ενέργειας αποθήκευσης ενέργειας και άλλα πεδία που απαιτούν χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα.Ωστόσο, ο στόχος των μπαταριών ιόντων νατρίου είναι να χρησιμοποιηθούν ως εξοπλισμός αποθήκευσης ενέργειας και έχει αναπτυχθεί ένα σύστημα σταθμού αποθήκευσης ενέργειας 100 κιλοβατώρων.
Όσον αφορά τη μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης των μπαταριών ισχύος και των μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας, ο Chen Liquan, ακαδημαϊκός της Κινεζικής Ακαδημίας Μηχανικών, πιστεύει ότι η ασφάλεια και το κόστος εξακολουθούν να είναι οι βασικές απαιτήσεις για την τεχνική έρευνα σχετικά με τις μπαταρίες ισχύος και τις μπαταρίες αποθήκευσης ενέργειας.Σε περίπτωση έλλειψης παραδοσιακής ενέργειας, οι μπαταρίες αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να προωθήσουν την εφαρμογή ανανεώσιμης ενέργειας στο δίκτυο, να βελτιώσουν την αντίφαση μεταξύ της κατανάλωσης ενέργειας αιχμής και κοιλάδας και να σχηματίσουν μια πράσινη και βιώσιμη ενεργειακή δομή.
[Ημίωρη παρατήρηση] Ξεπερνώντας τα «πόνα» της ανάπτυξης της νέας ενέργειας
Στις συστάσεις της κεντρικής κυβέρνησης για το «14ο Πενταετές Σχέδιο», τα νέα ενεργειακά και νέα ενεργειακά οχήματα, μαζί με νέας γενιάς τεχνολογία πληροφοριών, βιοτεχνολογία, εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας, αεροδιαστημικό και θαλάσσιο εξοπλισμό, αναφέρονται ως στρατηγικές αναδυόμενες βιομηχανίες που χρειάζονται να επιταχυνθεί.Ταυτόχρονα, επισημάνθηκε ότι είναι απαραίτητο να χτιστεί μια μηχανή ανάπτυξης για στρατηγικές αναδυόμενες βιομηχανίες και να καλλιεργηθούν νέες τεχνολογίες, νέα προϊόντα, νέα επιχειρηματικά σχήματα και νέα μοντέλα.
Στο πρόγραμμα, είδαμε ότι επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα και βιομηχανικές εταιρείες χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνικές διαδρομές για να ξεπεράσουν τα «πόνα» της ανάπτυξης νέας ενέργειας.Προς το παρόν, αν και η ανάπτυξη της νέας ενεργειακής βιομηχανίας της χώρας μου έχει επιτύχει ορισμένα πλεονεκτήματα πρώτης κίνησης, εξακολουθεί να αντιμετωπίζει αναπτυξιακές ελλείψεις και οι βασικές τεχνολογίες πρέπει να ξεπεραστούν.Αυτά περιμένουν γενναίους ανθρώπους να ανέβουν με σοφία και να νικήσουν με επιμονή.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-23-2023