Les piles à l'état solide deviendront-elles la nouvelle chérie du marché du stockage d'énergie? 2024-06-10

Avec le développement ultérieur de l'industrie du stockage de l'énergie, le développement à haute capacité des centrales de stockage de l'énergie a permis d'améliorer les avantages économiques. La capacité des batteries de stockage de l'énergie est également devenue plus grande, mais avec elle vient des défis plus graves de sécurité. Stockage de l'énergie Les questions de sécurité dans l'industrie ont également attiré l'attention.

Comment réduire les risques pour la sécurité et améliorer les performances en matière de sécurité des centrales électriques de stockage d'énergie? Dans le contexte du développement rapide de nouveaux véhicules énergétiques, de dispositifs électroniques portables, de systèmes de stockage d'énergie à grande échelle et d'autres domaines, les batteries à l'état solide, en tant que nouvelle technologie de stockage d'énergie à fort potentiel, présentent les avantages d'une densité énergétique élevée, d'une sécurité élevée et d'une longue durée de vie. , apparaissent rapidement, et le processus de commercialisation s'accélère soudainement. Les batteries à l'état solide deviendront-elles la nouvelle chérie du marché du stockage de l'énergie?

01 Piles solides et stockage d'énergie

La batterie à l'état solide est un nouveau type de batterie qui utilise l'électrolyte solide pour remplacer l'électrolyte dans les batteries au lithium-ion traditionnelles. Son électrode positive, son électrode négative et son électrolyte sont tous solides. Cette caractéristique lui donne une densité d'énergie plus élevée, une plus grande sécurité et un sexe plus stable. De plus, les batteries à l'état solide affichent une meilleure stabilité de fonctionnement dans les environnements à haute et basse température, prolongeant la durée de vie de la batterie et réduisant le coût du cycle de vie complet.

Bien que les batteries à l'état solide en soient encore aux premiers stades de la commercialisation, la R-D mondiale est entrée dans une phase fébrile. Les gouvernements, les instituts de recherche scientifique et les grandes entreprises de divers pays ont accru leurs investissements et accéléré le processus de recherche-développement et d'industrialisation des piles à combustible à l'état solide grâce à une intégration approfondie de l'industrie, des universités et de la recherche.

En termes d'application, les batteries à l'état solide conviennent à divers dispositifs de stockage d'énergie, tels que les systèmes de stockage d'énergie ménager, les centrales industrielles de stockage d'énergie, etc. Leur grande stabilité et leurs caractéristiques de longue durée contribuent à réduire les coûts de stockage de l'énergie et à améliorer l'efficacité énergétique.

Conformément aux exigences d'une plus grande densité de sécurité et d'énergie, les batteries domestiques à l'état solide ont déjà commencé à entrer dans le domaine du stockage de l'énergie. En janvier 2019, l'équipe de l'Institut du stockage de l'énergie et de la nouvelle technologie électrique de China Electric Power Research Institute Co., Ltd. a développé une batterie au lithium pour le stockage de l'énergie à haute sécurité, qui a résolu le problème du feu de batterie. La production a commencé et sera utilisée dans le projet de démonstration de conteneurs de stockage d'énergie MWh.

02 Les batteries à l'état solide présentent des avantages évidents

Haute densité d'énergie : Par rapport aux batteries au lithium liquide traditionnelles, les batteries à l'état solide ont une densité d'énergie théorique plus élevée grâce à une fenêtre électrochimique plus élevée qui peut correspondre aux matériaux de cathode haute énergie et aux anodes au lithium métalliques.

Performances de sécurité élevées : Les risques de sécurité des batteries liquides sont principalement dus à l'électrolyte liquide. Les batteries à l'état solide sont remplacées par des électrolytes solides, qui ont une plus grande stabilité thermique et réduisent considérablement le risque de combustion et d'explosion spontanées.

Faible poids de la batterie: les batteries à l'état solide ne nécessitent pas d'électrolytes et de séparateurs, ce qui peut simplifier l'emballage, les systèmes de refroidissement, etc. Le poids et le volume de la batterie globale peuvent être réduits, améliorant ainsi la durée de vie de la batterie.

Du point de vue des perspectives de développement, la technologie des batteries à l'état solide peut être associée à de nouveaux matériaux ayant une activité et une capacité de gramme plus élevées et est la technologie de stockage d'énergie la plus probable pour réaliser une application à grande échelle au cours des prochaines années. Toutefois, dans le processus de développement technologique, elle reste confrontée à certains défis. D'une part, le seuil technique est élevé et, d'autre part, le coût des matériaux est élevé.

Toutefois, le développement de la technologie suit généralement une trajectoire claire, allant de l'exploration théorique, à la vérification en laboratoire, au développement de produits, et enfin à la commercialisation. Le problème des coûts des piles à l'état solide devrait également être résolu à l'avenir à mesure que la technologie progressera.

03 Perspectives de piles à l'état solide

Du point de vue de l'industrie, les « batteries à l'état solide » sont sans aucun doute l'un des problèmes les plus frappants en ce moment. Il est largement considéré comme le leader de la technologie de la batterie de prochaine génération. Il a non seulement été inclus dans les stratégies de développement de grands pays et régions tels que la Chine, les États-Unis, le Japon et la Corée du Sud, mais il est également devenu le point de départ de la concurrence pour la prochaine génération de batteries.

À l'heure actuelle, les marchés étrangers ont pris l'initiative de développer et de déployer des batteries à l'état solide. Les pays s ' efforcent de réaliser la commercialisation le plus rapidement possible et de promouvoir vigoureusement la mise en œuvre de la technologie avec des subventions financières.

Japon: les fabricants japonais déploient généralement des batteries à l'état solide tôt, généralement sous forme de recherche et développement conjoint entre entreprises et institutions, en mettant l'accent sur les électrolytes à l'état solide sulfuré. Les fabricants représentatifs sont Toyota, Panasonic, Nissan et d'autres entreprises. Le Japon a mis en place un système conjoint de recherche-développement entre les constructeurs automobiles et les fabricants de batteries, avec un financement public supérieur à 200 milliards de yens (environ 10 milliards de yuans), s'efforçant de commercialiser d'ici 2030 des batteries à l'état solide, avec un objectif de densité énergétique de 500Wh/kg.

Corée du Sud: Le modèle de recherche repose principalement sur la recherche et la coopération externe de l'entreprise. La voie technique est concentrée sur le système de sulfures. La vitesse de développement des piles est plus lente que celle du Japon. Cependant, les entreprises coréennes continuent de développer des matériaux d'électrode positifs et négatifs et devraient rapidement établir un approvisionnement en matériaux de batterie à l'état solide. Chaîne, les principaux fabricants comprennent Samsung SDI, LG, SKI et d'autres entreprises. De plus, le gouvernement accorde des crédits d'impôt à l'appui de la recherche et du développement sur les batteries à l'état solide et est promu conjointement par des géants de la batterie électrique. L'objectif est de développer une technologie commerciale avec une densité énergétique de 400Wh/kg en 2025-2028 et une installation complète de véhicules en 2030.

États-Unis : Les start-up sont populaires et le processus de commercialisation est rapide. Se concentrant sur la promotion de la localisation de la chaîne de l'industrie des véhicules électriques, il compte un grand nombre d'entreprises de démarrage de batteries à l'état solide, qui se concentrent sur l'innovation, dans le but principal d'un financement et d'une liste rapides. Les voies techniques sont principalement des électrolytes de polymères et des électrolytes d'oxyde, et le processus de commercialisation est relativement rapide. Fabricants représentatifs pour la puissance solide, SES, Quantum Scape, etc.

04 Mise en page de l'entreprise

Année Ningde

La CATL met l'accent sur la R-D, la production et la vente de nouveaux systèmes de batteries électriques et de systèmes de stockage d'énergie. Il dispose également de technologies d'accumulation profonde et de base dans les domaines des matériaux de batterie, du recyclage et de la réutilisation des batteries, des systèmes de gestion des batteries et des équipements de fabrication intelligents. À l'heure actuelle, la CATL a pris la tête de la recherche et du développement de la technologie des piles à l'état solide, en accordant une attention particulière aux différentes voies de la technologie des électrolytes à l'état solide, comme les oxydes, les sulfures et les polymères, et en augmentant les investissements dans la recherche et le développement.

Énergie au lithium Yiwei

Yiwei Lithium Energy continue non seulement à consolider sa position sur le marché des batteries traditionnelles, mais déploie aussi activement une technologie de pointe. Actuellement, Yiwei Lithium Energy a effectué une mise en page approfondie et des travaux de recherche et de développement de la technologie des batteries à l'état solide. Ses produits de batterie à l'état solide adoptent la technologie de batterie à film mince à l'état solide, préparée avec des électrolytes à halogénure, et s'engagent à améliorer la densité énergétique, la sécurité et la durée de vie du cycle afin de répondre aux besoins du marché en matière de normes plus élevées à l'avenir.

3.Ganfeng Lithium Industrie

Dans le domaine des piles à l'état solide, Ganfeng Lithium mène activement la recherche et le développement et l'industrialisation des piles à l'état solide, et s'engage à résoudre les principaux problèmes techniques des piles à l'état solide, y compris la recherche et le développement d'électrolytes à l'état solide, l'optimisation des matériaux des électrodes et l'intégration des systèmes de piles, en vue d'obtenir un plus grand succès à l'avenir. Saisir l'opportunité sur les nouveaux marchés des véhicules et du stockage de l'énergie.

4. Énergie de plongée

Depuis sa création, Honeycomb Energy a activement investi dans la R-D et la production de multiples voies techniques telles que le NCM ternaire, le phosphate de fer au lithium (LFP), les batteries sans cobalt et les batteries à l'état solide. C'est l'une des premières entreprises au monde à réaliser une production massive à grande échelle de piles sans cobalt. Dans le domaine des batteries à l'état solide, Honeycomb Energy a lancé en 2023 sa batterie de gelée de deuxième génération, la première batterie semi-solide prismatique au monde. Il utilise la technologie électrolyte gelée de deuxième génération et la technologie de cathode composite intégrée, ce qui améliore considérablement la sécurité et la densité énergétique.

5. Guoxuan Hi-Tech

Dans le domaine des batteries à l'état solide, Guoxuan Hi-Tech s'engage dans la recherche et le développement de matériaux de batteries à l'état solide, de membranes électrolytiques à l'état solide, de piles à l'état solide et de systèmes de batteries, s'efforçant de résoudre les problèmes techniques clés des batteries à l'état solide et d'améliorer la densité énergétique, la sécurité et la durée de vie des batteries. Actuellement, les batteries semi-solides de Guoxuan Hi-Techs ont une densité d'énergie de 260Wh/kg et des batteries semi-solides de 160KWh ont été installées dans les véhicules. La batterie semi-solide de 360Wh/kg sera produite en 2024.

En ce qui concerne l'avenir, avec l'avancement continu de la technologie et le développement rapide de l'industrie, les batteries à l'état solide devraient réaliser des applications à grande échelle dans divers domaines. En particulier sur le marché des véhicules électriques, les batteries solides deviendront une force importante dans la promotion du développement industriel. Dans le même temps, les marchés des équipements de stockage d'énergie et des équipements portables ouvriront également la voie à l'application généralisée des batteries à l'état solide.

La batterie à l'état solide traverse la marque 1000Wh/kg!

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