सॉलिड-स्टेट बैटरियों का वर्तमान विकास कैसे होता है?

सॉलिड-स्टेट बैटरी, सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोड और सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करके उत्पादित बैटरियों को संदर्भित करती है। मौजूदा तरल-रूपी बैटरियों से अलग, वे भविष्य में नई ऊर्जा वाहन बैटरी के विकास के लिए मुख्य दिशाओं में से एक हैं। हाल ही में, जब वोक्सवैगन समूह ने अपनी दूसरी तिमाही की वित्तीय रिपोर्ट की घोषणा की, तो वोक्सवैगन समूह के सीईओ हर्बर्ट डिस ने कहा कि फॉक्सवैगन की योजना स्वतंत्र रूप से ठोस राज्य बैटरी बनाने की है, और बड़े पैमाने पर उत्पादन 2024 या 2025 में शुरू हो सकता है। बचत और नई ऊर्जा वाहन प्रौद्योगिकी रोडमैप जीजी उद्धरण ;, 2025 तक, शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए लिथियम बैटरी का ऊर्जा घनत्व लक्ष्य 400Wh / kg है, और 2030 में लक्ष्य 500Wh / kg है। जहां तक ​​वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली टर्नरी बैटरी का सवाल है, इस स्तर पर मौजूद तकनीकी अड़चन से उपरोक्त लक्ष्यों को प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है।

यदि पावर लिथियम बैटरी की ऊर्जा घनत्व 500Wh / kg से अधिक ऊर्जा घनत्व के लक्ष्य को निर्धारित करने के लिए है, तो मौजूदा तरल इलेक्ट्रोलाइट बैटरी सिस्टम शक्तिहीन हो सकता है। 500Wh / kg के लिए अगली पीढ़ी की बैटरी प्रौद्योगिकी मार्ग के रूप में, ठोस राज्य बैटरी प्रणाली का अनुसंधान और विकास एक कठोर मांग बन गया है। नई ऊर्जा ऑटोमोबाइल उद्योग के मध्यम और दीर्घकालिक विकास के लिए नए तकनीकी भंडार की आवश्यकता होती है, और ऑटोमोटिव पावर लिथियम बैटरी की अगली पीढ़ी के लिए ठोस राज्य लिथियम आयन बैटरी प्रमुख प्रौद्योगिकी मार्ग बनने की उम्मीद है। यह भविष्य में न केवल माध्यमिक बैटरी के लिए एक महत्वपूर्ण विकास दिशा है, बल्कि वर्तमान में एक महत्वपूर्ण कार्य भी है।

टर्नरी बैटरी की तुलना में सॉलिड-स्टेट बैटरी के क्या फायदे हैं? सबसे पहले, ऊर्जा घनत्व के संदर्भ में, वर्तमान में टर्नरी और अन्य लिथियम आयन बैटरी में उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट्स की विद्युत रासायनिक खिड़की सीमित है, और धातु लिथियम एनोड और नए विकसित उच्च-क्षमता वाले कैथोड सामग्रियों के साथ संगत होना मुश्किल है। हालांकि, ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स में आमतौर पर कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट्स की तुलना में एक व्यापक विद्युत क्षमता होती है। रासायनिक खिड़की बैटरी की ऊर्जा घनत्व को और बढ़ाने में मदद करती है। दूसरे, वॉल्यूम के संदर्भ में, चूंकि इलेक्ट्रोलाइट को एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, इसलिए एक ठोस बैटरी की मात्रा समान ऊर्जा घनत्व के तहत छोटी होगी। समान मात्रा में बिजली के साथ, ठोस-राज्य बैटरी छोटी हो जाएगी। इस परिस्थिति में कि ऊर्जा का घनत्व समान रहता है, ठोस आवेश वाली बैटरी का द्रव्यमान और आयतन तरल इलेक्ट्रोलाइट बैटरी की तुलना में छोटा होगा। इतना ही नहीं, क्योंकि सॉलिड-स्टेट बैटरी में कोई इलेक्ट्रोलाइट नहीं होता, इसलिए इसे सील करना आसान होता है। बड़े पैमाने पर उपकरण जैसे कि ऑटोमोबाइल में इसका उपयोग करते समय, अतिरिक्त शीतलन ट्यूब, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण आदि को जोड़ना आवश्यक नहीं है, जो अपने स्वयं के वजन को कम करते हुए लागत बचाता है। एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करने के बाद, ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड को धातु लिथियम के साथ बदल दिया जा सकता है, जो पूरी बैटरी के वजन को काफी कम कर देता है।

विभिन्न देशों में ठोस-राज्य बैटरियों के लेआउट के दृष्टिकोण से, टोयोटा प्रौद्योगिकी में अधिक उन्नत है। इसने 2010 में सल्फाइड सॉलिड-स्टेट बैटरी लॉन्च की। 2014 में, बैटरी की ऊर्जा घनत्व&का प्रयोगात्मक प्रोटोटाइप 400Wh / kg तक पहुंच गया। फरवरी 2017 तक, टोयोटा जीजी की ठोस-राज्य बैटरी से संबंधित पेटेंट 30 तक पहुंच गई, जो अन्य कंपनियों की तुलना में अधिक है। टोयोटा के अधिकारियों के अनुसार, टोयोटा 2020 में सल्फाइड सॉलिड-स्टेट बैटरियों के औद्योगिकीकरण का एहसास करेगा। इसके अलावा, सैमसंग ने कुछ परिणाम भी प्राप्त किए हैं, जिसमें सल्फाइड-आधारित ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करके एक 2000mAh, 175Wh / kg लैमिनेटेड ऑल-सॉलिड सेकंडरी का परीक्षण किया जाता है। बैटरी।

घरेलू कंपनी CATL भी सल्फाइड सॉलिड-स्टेट बैटरी में अपेक्षाकृत परिपक्व है, और वर्तमान में ईवीएस के लिए सल्फाइड ऑल-सॉलिड-स्टेट लिथियम धातु बैटरी के विकास में तेजी ला रही है। इसके अलावा, यह ध्यान देने योग्य है कि गणफ़ेंग लिथियम ने हाल ही में पहली पीढ़ी की ठोस-राज्य बैटरी अनुसंधान और विकास पायलट लाइन परियोजना को पूरा किया है, और इसके नमूनों ने चीन ऑटोमोबाइल रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑटोमोबाइल इंस्पेक्शन सेंटर के निरीक्षण को पारित कर दिया है, और परियोजना के पास कोई नहीं है चीन में सफल अभ्यास मिसाल है, जो एक अंतरराष्ट्रीय नेता है। तकनीकी सफलता 2019 में बड़े पैमाने पर उत्पादन प्राप्त करने की उम्मीद है।

टर्नरी बैटरी की तुलना में, ठोस-राज्य बैटरियों के इतने फायदे हैं, वे बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल करने में असमर्थ क्यों हैं? ठोस-राज्य बैटरी की कुंजी ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट सामग्री है। इस स्तर पर ठोस-राज्य बैटरी के विकास में कठिनाई का सबसे महत्वपूर्ण कारण सफलताओं को प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट सामग्री की विफलता है। मौजूदा अकार्बनिक ठोस इलेक्ट्रोलाइट और बहुलक इलेक्ट्रोलाइट सामग्री में से किसी में उच्च आयनिक चालकता और यांत्रिक शक्ति नहीं है, लेकिन इसके प्रसंस्करण गुण भी हैं।

पावर लिथियम बैटरी की तकनीकी समस्याएं हमेशा नई ऊर्जा वाहनों के विकास को रोकने वाली अड़चन रही हैं, और जिस अड़चन के कारण सॉलिड-स्टेट बैटरी को तोड़ना मुश्किल होता है, वह तकनीक में भी है। आज&की पॉवर लिथियम बैटरी इंडस्ट्री में जबरदस्त होड़ है, जिन कंपनियों की वास्तव में आखिरी हंसी है, वे अक्सर ऐसी होती हैं जो कोर टेक्नोलॉजी में महारत हासिल करती हैं। ठोस-राज्य बैटरी भविष्य में एक महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकी विकास दिशा है, और यह पहले से ही उद्योग की सहमति है। क्या चीनी कंपनियां अगले जीजी को जीत सकती हैं, कठिन लड़ाई जीजी को; अभी भी उद्योग में सहकर्मियों के संयुक्त प्रयासों की जरूरत है।