الفرق بينبطارية الحالة الصلبة وبطارية ليثيوم أيون التقليدية

أصبحت بطاريات الليثيوم أيون الخيار الأول للعديد من التطبيقات. يمكن استخدام بطاريات الليثيوم أيون في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأدوات الكهربائية والسيارات الكهربائية والشاحنات والحافلات الكهربائية وحتى الطائرات الكهربائية. تتكون بطارية الليثيوم أيون التقليدية من قطب سالب وإلكترود موجب وغشاء عازل وإلكتروليت سائل. يمكن أن تسبب الإلكتروليتات السائلة القابلة للاشتعال في بطاريات الليثيوم أيون العديد من مشاكل السلامة ، مثل تسرب المنحل بالكهرباء ، والحريق ، والانفجار ، وما إلى ذلك. كما يوحي الاسم ، يحل الإلكتروليت الصلب محل الإلكتروليت السائل القابل للاشتعال في بطارية الحالة الصلبة ، مما يحسن السلامة وأداء البطارية. تم تطوير بطارية الحالة الصلبة لإنشاء جيل جديد من البطاريات ذات كثافة طاقة أعلى وسعة شحن سريعة وتكلفة أقل وأمان أعلى.

الوضع الحالي لـبطاريات الحالة الصلبة

تغطي التطبيقات المحتملة لبطاريات الحالة الصلبة العديد من الصناعات ، بما في ذلك السيارات ، والإلكترونيات الاستهلاكية ، والصناعة ، والفضاء ، وما إلى ذلك. تنقسم بطاريات الحالة الصلبة إلى فئتين مختلفتين: الأولى هي بطاريات الحالة الصلبة صغيرة السعة ، والتي تم توفيرها تجاريًا بواسطة العديد من الموردين وتستخدم بشكل رئيسي في المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية. والآخر هو بطاريات الحالة الصلبة ذات السعة الكبيرة ، والتي تُستخدم في المركبات الكهربائية والهجينة (EV / HEV) ، وهي القوة الدافعة الرئيسية لتطوير بطاريات الحالة الصلبة.

- تطوير المركبات الكهربائية

يعود تاريخ استخدام محرك الاحتراق الداخلي (ICE) لتوفير الطاقة للسيارات إلى أكثر من 100 عام ، ولكن عصر ICE يقترب من نهايته. ستحل المركبات الكهربائية محل مركبات محرك الاحتراق الداخلي تدريجياً ، وفي غضون سنوات قليلة ، ستصبح المركبات الكهربائية هي الاتجاه السائد في السيارات. ومع ذلك ، تواجه المركبات الكهربائية العديد من المشكلات ، مثل قصر المدى وطول وقت الشحن والتكلفة والسلامة. في الوقت الحاضر ، يشعر العديد من مستخدمي السيارات بالقلق من هذه المشاكل. هناك طريقة بسيطة لزيادة النطاق وهي زيادة سعة البطارية. يمكن زيادة سعة البطارية عن طريق زيادة عدد الخلايا (الوحدات الأساسية) في كل حزمة بطارية (بطارية كبيرة في السيارة). ولكن بهذه الطريقة ، سيزداد سعر ووزن البطارية أيضًا ، وستشغل البطارية مساحة كبيرة في السيارة. قد تكون زيادة كثافة طاقة البطارية حلاً أكثر ملاءمة. يمكن لتقنية بطارية الحالة الصلبة تحسين كثافة الطاقة للبطارية ، وبالتالي تقليل عدد البطاريات المطلوبة لكل مركبة. هذا هو السبب في أن العديد من مصنعي البطاريات ومصنعي المعدات الأصلية للسيارات ملتزمون بتطوير بطاريات الحالة الصلبة. 

- تحديات التنمية

على الرغم من أن الناس يدعون أن بطارية الحالة الصلبة تتمتع بالعديد من المزايا مقارنة ببطارية الليثيوم أيون التقليدية ، إلا أن تطورها يواجه العديد من التحديات ، مثل الموصلية الأيونية المنخفضة ، وضعف قابلية البلل للكهرباء الصلبة ، وارتفاع درجة حرارة العمل. لكن الاختيار النهائي للمواد المنحل بالكهرباء الصلبة والمعدات ذات الصلة وعملية الإنتاج لا تزال قيد الدراسة.

إذا كانت البطارية تتمتع بأمان أعلى وأداء أفضل ، فقد تفوز في منافسة السوق. لذلك ، على الرغم من التحديات في التكنولوجيا وسلسلة التوريد ، اقترح العديد من مصنعي البطاريات والسيارات خريطة الطريق المستهدفة للإنتاج بالجملة لضمان مكانة رائدة في سوق بطاريات الحالة الصلبة.

المستقبل منبطاريات الحالة الصلبة

- متى ستتوفر بطاريات الحالة الصلبة؟

تخطط Toyota لبدء الإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة اعتبارًا من عام 2025. كما تخطط شركة QuantumScape و Panasonic أيضًا لإنتاج كميات كبيرة من بطاريات الحالة الصلبة من عام 2025 إلى عام 2026 ، كما ستبدأ Samsung SDI في الإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة اعتبارًا من عام 2027. بالإضافة إلى ذلك ، استثمر العديد من مصنعي السيارات الكهربائية ، مثل فولكس فاجن وهيونداي وبي إم دبليو ، في بدء تشغيل بطاريات الحالة الصلبة ويخططون لإطلاق مركبات كهربائية مزودة ببطاريات صلبة في غضون بضع سنوات. تخطط فولكس فاجن لإطلاق EVs ذات البطارية الصلبة في حوالي عام 2025 والتعاون مع شركة QuantumScape الناشئة. إذن ، من سيفوز في منافسة بطارية الحالة الصلبة EV؟ 

بفضل تطور التكنولوجيا والنمو المستمر للتعاون في سلسلة التوريد ، تتوقع شركة أبحاث السوق Yole Développement أن يبدأ تسويق بطاريات الحالة الصلبة في حوالي عام 2025. ومع ذلك ، يمكن تحقيق إنتاج دفعة صغيرة مسبقًا. وفقًا لبيانات Yole Développement ، فإن طلب السوق على بطاريات الحالة الصلبة عالية السعة سيصل إلى حوالي 2.36 جيجاوات ساعة بحلول عام 2027 ، وقد يتسارع بعد عام 2027. لذلك ، قد تكون أول من يتبناها في نماذج الأسعار المنخفضة المرتفعة -نهاية سيارات الركاب الكهربائية ، أو كخيار ترقية بطارية بسعر مرتفع. سيؤدي التطبيق الناجح لبطارية الحالة الصلبة في سيارات الركاب إلى تسريع التحول من مركبات HEV إلى جميع المركبات الكهربائية. في المستقبل ، سيتم توسيع بطاريات الحالة الصلبة لتشمل تطبيقات أخرى مثل الفضاء ، وهي مهمة شاقة لتحقيق الإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة. مع الأخذ في الاعتبار العديد من العوامل مثل التكنولوجيا والمعدات والإنتاج الضخم / عالي الإنتاجية ونظام المحطة ، من المهم أكثر للمصنعين أن يتعاونوا بشكل وثيق في البحث عن بطاريات الحالة الصلبة وتطويرها أكثر من أي وقت مضى. تتمتع الشركات المصنعة للمركبات الكهربائية بمكانة فريدة في التعاون لأنها يمكن أن توفر أكثر من 100 مليون دولار من رأس المال ، وتحتاج إلى استخدام تقنية بطاريات الحالة الصلبة لتمييز نفسها عن المنافسين ، وتحتاج إلى استخدام بطاريات ذات سعة كبيرة (هناك حاجة إلى عدد كبير من البطاريات في كل منها يتم إنتاج السيارة وعدد كبير من المركبات كل عام) ، ولديها شبكات مبيعات وتوزيع ناضجة.

- آفاق بطاريات الحالة الصلبة

سيتم تطبيق تقنية بطاريات الحالة الصلبة في النهاية على نظام بطاريات الجيل التالي. لقد أجرى مصنعو EV / HEV وشركاؤهم الكثير من البحث والتطوير. بحلول عام 2025 ~ 2030 ، سيتم استخدام بطاريات الحالة الصلبة على نطاق واسع كبطارية "عالية الجودة". بعد زيادة تحسين التكنولوجيا وتوسيع نطاق الإنتاج الضخم ، سيتم أيضًا تطبيق بطاريات الحالة الصلبة في مجالات أخرى ، ولكن تنعكس قيمتها بشكل أساسي في مجال تطبيقات النقل الكهربائي.

• سنة التأسيس
  --
• نوع العمل
  --
• البلد / المنطقة
  --
• الصناعة الرئيسية
  --
• المنتجات الرئيسية
  --
• الشخص الاعتباري
  --
• عدد الموظفي
  --
• قيمة الإخراج السنوي
  --
• سوق التصدير
  --
• تعاون العملاء
  --