Під час періоду «тринадцятої п’ятирічки» виробництво та продажі нових енергетичних транспортних засобів у Китаї стрімко зросли, займаючи перше місце у світі протягом п’яти років поспіль.Очікується, що до кінця цього року кількість нових енерготранспортних засобів перевищить 5 мільйонів.У той же час, хороші новини продовжують надходити з Китаю щодо базової технології нових батарей.80-річний Чень Ліцюань, перша людина в китайській індустрії літієвих акумуляторів, керував своєю командою розробкою нових матеріалів для акумуляторів.
Випущено нову нанокремнієву літієву батарею, ємність якої в 5 разів перевищує ємність традиційної літієвої батареї
Чень Ліцюань, 80-річний академік Китайської інженерної академії, є засновником китайської індустрії літієвих батарей.У 1980-х роках Чень Ліцюань і його команда очолили дослідження твердих електролітів і вторинних літієвих батарей у Китаї.У 1996 році він очолив науково-дослідницьку групу з розробки літій-іонних батарей вперше в Китаї, взяв на себе ініціативу у вирішенні наукових, технологічних та інженерних проблем великомасштабного виробництва вітчизняних літій-іонних батарей і здійснив індустріалізацію вітчизняних літій-іонних акумуляторів.
У Ліяні, провінція Цзянсу, Лі Хун, протеже академіка Чень Ліцюаня, керував своєю командою досягненням прориву в ключовій сировині для літієвих батарей після більш ніж 20 років технічних досліджень і масового виробництва в 2017 році.
Нанокремнієвий анодний матеріал – це новий матеріал, який вони самостійно розробили.Ємність кнопкових акумуляторів, виготовлених з нього, у п'ять разів перевищує ємність традиційних графітових літієвих батарей.
Луо Фей, генеральний директор компанії Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd.
Силіцій широко поширений у природі та є у великій кількості в запасах.Основним компонентом піску є кремнезем.Але щоб перетворити металевий кремній на кремнієвий анод, потрібна спеціальна обробка.У лабораторії завершити таку обробку неважко, але для виготовлення кремнієвих анодних матеріалів потрібно багато технічних досліджень і експериментів.
Інститут фізики Академії наук Китаю досліджує нанокремній з 1996 року, а в 2012 році розпочав будівництво лінії з виробництва кремнієвих анодних матеріалів. Лише у 2017 році була побудована перша виробнича лінія, яка постійно вдосконалювалася. і переглянуто.Після тисяч невдач кремнієві анодні матеріали почали масово виробляти.В даний час річне виробництво кремнієвих анодних матеріалів для літій-іонних акумуляторів на заводі Liyang може досягати 2000 тонн.
Якщо кремнієві анодні матеріали є хорошим вибором для підвищення щільності енергії літієвих батарей у майбутньому, то технологія твердотільних батарей є визнаним і ефективним рішенням для вирішення поточних проблем, таких як безпека та термін служби літієвих батарей.Наразі багато країн активно розробляють твердотільні батареї, а дослідження та розробки технології твердотільних літієвих батарей у Китаї також йдуть у ногу зі світом.
На цій фабриці в Ліяні дрони, які використовують твердотільні літієві батареї, розроблені групою під керівництвом професора Лі Хонга, мають дальність польоту на 20% більшу, ніж у дронів із такими ж характеристиками.Секрет полягає в цьому темно-коричневому матеріалі, який є матеріалом твердого катода, розробленим Інститутом фізики Китайської академії наук.
У 2018 році тут було завершено проектування та розробку системи твердотільних акумуляторів потужністю 300 Вт·год/кг.При встановленні на транспортному засобі він може подвоїти запас ходу автомобіля.У 2019 році Китайська академія наук створила пілотну лінію з виробництва твердотільних акумуляторів у Ліяні, провінція Цзянсу.У травні цього року продукти почали використовуватися в побутовій електроніці.
Однак Лі Хун сказав журналістам, що це не повністю твердотільний акумулятор у повному сенсі, а квазітвердотільний акумулятор, який постійно оптимізується в технології рідкого літієвого акумулятора.Якщо ви хочете, щоб автомобілі мали більший радіус дії, мобільні телефони мали довший час очікування, і ніхто не міг Щоб літаки літали вище та далі, необхідно розробити безпечніші твердотільні батареї більшої ємності.
Нові батареї з'являються одна за одною і будується «Електричний Китай».
Не тільки Інститут фізики Академії наук Китаю, багато компаній також досліджують нові технології та матеріали для нових акумуляторів енергії.У новій енергетичній компанії в Чжухаї, Гуандун, повністю електричний автобус заряджається в демонстраційній зоні компанії.
Після заряджання протягом більше трьох хвилин, залишкова потужність зросла з 33% до більш ніж 60%.Буквально за 8 хвилин автобус був повністю заряджений, показав 99%.
Лян Гун сказав журналістам, що маршрути міських автобусів фіксовані, а пробіг туди й назад не перевищуватиме 100 кілометрів.Заряджання під час відпочинку водія автобуса може повною мірою використати переваги літій-титанатних батарей, які швидко заряджаються.Крім того, літій-титанатні акумулятори мають час циклу.Переваги тривалого життя.
В дослідницькому інституті акумуляторів цієї компанії є літій-титанатна батарея, яка проходить випробування циклу заряду та розряду з 2014 року. За шість років її заряджали та розряджали більше 30 000 разів.
В іншій лабораторії технічні спеціалісти продемонстрували журналістам випробування літій-титанатних акумуляторів на падіння, укол голкою та різання.Особливо після того, як сталева голка проникла в батарею, не було горіння чи диму, і батарею можна було нормально використовувати.Крім того, акумулятори з титанату літію мають широкий діапазон температур навколишнього середовища.
Хоча літій-титанатні батареї мають такі переваги, як тривалий термін служби, висока безпека та швидка зарядка, щільність енергії літій-титанатних батарей недостатньо висока, лише приблизно вдвічі менша, ніж у літієвих батарей.Тому вони зосередилися на сценаріях застосування, які не вимагають високої щільності енергії, таких як автобуси, спеціальні транспортні засоби та електростанції, що накопичують енергію.
Що стосується досліджень, розробок і індустріалізації акумуляторів для зберігання енергії, натрієво-іонний акумулятор, розроблений Інститутом фізики Китайської академії наук, почав шлях до комерціалізації.Порівняно зі свинцево-кислотними батареями, натрієво-іонні батареї не тільки менші за розміром, але й набагато легші за вагою за тієї самої ємності.Вага натрієво-іонних акумуляторів такого ж об'єму становить менше 30% від свинцево-кислотних акумуляторів.На низькошвидкісному електричному екскурсійному автомобілі кількість електроенергії, що зберігається в тому самому просторі, збільшується на 60%.
У 2011 році Ху Йоншен, науковий співробітник Інституту фізики Академії наук Китаю, який також навчався під керівництвом академіка Чень Ліцюань, очолив команду і почав працювати над дослідженнями та розробкою технології натрій-іонних батарей.Після 10 років технічних досліджень була розроблена натрієво-іонна батарея, яка є нижнім рівнем досліджень і розробок натрієво-іонної батареї в Китаї та світі.і галузі застосування продукту займають лідируючі позиції.
Порівняно з літій-іонними акумуляторами однією з найбільших переваг натрій-іонних акумуляторів є те, що сировина широко поширена та дешева.Сировиною для виробництва негативних електродних матеріалів є промиване вугілля.Ціна за тонну становить менше однієї тисячі юанів, що набагато нижче, ніж ціна десятків тисяч юанів за тонну графіту.Інший матеріал, карбонат натрію, також багатий на ресурси та дешевий.
Натрієво-іонні батареї важко горять, мають хорошу безпеку і можуть працювати при мінус 40 градусах за Цельсієм.Однак щільність енергії не така хороша, як у літієвих батарей.В даний час вони можуть використовуватися тільки в низькошвидкісних електромобілях, електростанціях, що накопичують енергію, та інших галузях, де потрібна низька щільність енергії.Однак ціль натрій-іонних акумуляторів полягає в тому, щоб використовувати їх як обладнання для накопичення енергії, тому була розроблена система електростанції для накопичення енергії ємністю 100 кіловат-годин.
Щодо майбутнього напрямку розвитку акумуляторів і накопичувачів енергії, Чень Ліцюань, академік Китайської інженерної академії, вважає, що безпека та вартість все ще є основними вимогами до технічних досліджень акумуляторів і накопичувачів енергії.У разі дефіциту традиційної енергії батареї для накопичення енергії можуть сприяти застосуванню відновлюваної енергії в мережі, покращити протиріччя між піковим і спадним споживанням електроенергії та сформувати зелену та стійку енергетичну структуру.
[Півгодинне спостереження] Подолання «больових точок» розвитку нової енергетики
У рекомендаціях центрального уряду щодо «14-го п’ятирічного плану» нова енергетика та нові енергетичні транспортні засоби разом з інформаційними технологіями нового покоління, біотехнологіями, високоякісним обладнанням, аерокосмічним та морським обладнанням перераховані як нові стратегічні галузі, які потребують бути прискореним.У той же час було зазначено, що необхідно побудувати двигун зростання для стратегічних галузей, що розвиваються, і культивувати нові технології, нові продукти, нові бізнес-формати та нові моделі.
У програмі ми побачили, що науково-дослідні установи та промислові компанії використовують різні технічні шляхи для подолання «больових точок» нової енергетики.Наразі, незважаючи на те, що розвиток нової енергетичної галузі моєї країни отримав певні першорядні переваги, вона все ще стикається з недоліками розвитку, і основні технології потребують прориву.Вони чекають на сміливих людей, щоб піднятися вгору з мудрістю та подолати з наполегливістю.
Час публікації: 23 листопада 2023 р