V obdobju »trinajstega petletnega načrta« sta proizvodnja in prodaja vozil na novo energijo na Kitajskem hitro rasli, pri čemer je bila pet let zapored prva na svetu.Pričakuje se, da bo število novih energetskih vozil do konca letošnjega leta preseglo 5 milijonov.Hkrati s Kitajske še naprej prihajajo dobre novice glede osnovne tehnologije novih energetskih baterij.80-letni Chen Liquan, prvi človek v kitajski industriji litijevih baterij, je svojo ekipo vodil pri razvoju novih materialov za baterije.
Izdana je nova nano-silicijeva litijeva baterija, katere zmogljivost je 5-krat večja od običajne litijeve baterije
Chen Liquan, 80-letni akademik Kitajske inženirske akademije, je ustanovitelj kitajske industrije litijevih baterij.V osemdesetih letih prejšnjega stoletja sta Chen Liquan in njegova ekipa prevzela vodstvo pri izvajanju raziskav trdnih elektrolitov in litijevih sekundarnih baterij na Kitajskem.Leta 1996 je vodil znanstveno raziskovalno skupino, ki je prvič na Kitajskem razvila litij-ionske baterije, prevzela vodilno vlogo pri reševanju znanstvenih, tehnoloških in inženirskih problemov velike proizvodnje domačih litij-ionskih baterij in realizirala industrializacijo domačih litij-ionskih baterij.
V Liyangu, Jiangsu, je Li Hong, varovanec akademika Chen Liquana, leta 2017 po več kot 20 letih tehničnih raziskav in masovne proizvodnje vodil svojo ekipo do preboja na področju ključne surovine za litijeve baterije.
Nano-silicijev anodni material je nov material, ki so ga neodvisno razvili.Zmogljivost gumbastih baterij, izdelanih iz njega, je petkrat večja od tradicionalnih grafitnih litijevih baterij.
Luo Fei, generalni direktor podjetja Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd.
Silicij je v naravi razširjen in ga je v izobilju v zalogah.Glavna sestavina peska je kremen.Toda za izdelavo kovinskega silicija v material silicijeve anode je potrebna posebna obdelava.V laboratoriju ni težko dokončati takšne obdelave, vendar je za izdelavo silicijevih anodnih materialov na tonski ravni potrebno veliko tehničnih raziskav in poskusov.
Inštitut za fiziko Kitajske akademije znanosti raziskuje nanosilicij od leta 1996 in je leta 2012 začel graditi linijo za proizvodnjo silicijevega anodnega materiala. Šele leta 2017 je bila zgrajena prva proizvodna linija, ki se je nenehno prilagajala in revidirano.Po tisočih napakah so bili silicijevi anodni materiali množično proizvedeni.Trenutno lahko letna proizvodnja silicijevih anodnih materialov za litij-ionske baterije tovarne Liyang doseže 2000 ton.
Če so silicijevi anodni materiali dobra izbira za izboljšanje energijske gostote litijevih baterij v prihodnosti, potem je tehnologija polprevodniških baterij priznana in učinkovita rešitev za reševanje trenutnih problemov, kot sta varnost in življenjska doba litijevih baterij.Trenutno številne države aktivno razvijajo polprevodniške baterije, kitajske raziskave in razvoj tehnologije polprevodniških litijevih baterij pa prav tako držijo korak s svetom.
V tej tovarni v Liyangu imajo brezpilotna letala, ki uporabljajo polprevodniške litijeve baterije, ki jih je razvila skupina pod vodstvom profesorja Li Honga, 20 % daljši doseg kot pri brezpilotnih letalih z enakimi specifikacijami.Skrivnost je v tem temno rjavem materialu, ki je katodni material v trdnem stanju, ki ga je razvil Inštitut za fiziko Kitajske akademije znanosti.
Leta 2018 sta bila tukaj zaključena zasnova in razvoj polprevodniškega napajalnega sistema s 300 Wh/kg.Ko je nameščen na vozilo, lahko podvoji doseg vozila.Leta 2019 je Kitajska akademija znanosti vzpostavila pilotno linijo za proizvodnjo polprevodniških baterij v Liyangu, Jiangsu.Maja letos so se izdelki začeli uporabljati v izdelkih zabavne elektronike.
Vendar je Li Hong povedal novinarjem, da to ni popolnoma polprevodniška baterija v popolnem smislu, ampak kvazi-polprevodniška baterija, ki se nenehno optimizira v tehnologiji tekočih litijevih baterij.Če želite, da imajo avtomobili večji doseg, imajo mobilni telefoni daljši čas pripravljenosti in nihče ne more. Da bi letala lahko letela višje in dlje, je treba razviti varnejše polprevodniške baterije z večjo zmogljivostjo.
Nove baterije se pojavljajo ena za drugo in "Electric China" je v izgradnji
Ne samo Inštitut za fiziko Kitajske akademije znanosti, številna podjetja raziskujejo tudi nove tehnologije in materiale za nove energetske baterije.V novem energetskem podjetju v mestu Zhuhai v provinci Guangdong se na predstavitvenem območju polnjenja polni popolnoma električni avtobus.
Po več kot treh minutah polnjenja se je preostala moč povečala s 33 % na več kot 60 %.V samo 8 minutah je bil avtobus popolnoma napolnjen, kar je pokazalo 99 %.
Liang Gong je novinarjem povedal, da so proge mestnega avtobusa ustaljene in kilometrina za povratno potovanje ne bo presegla 100 kilometrov.Polnjenje med počitkom voznika avtobusa lahko v celoti izkoristi prednosti hitrega polnjenja litij-titanatnih baterij.Poleg tega imajo litijeve titanatne baterije ciklične čase.Prednosti dolge življenjske dobe.
V inštitutu za raziskave baterij tega podjetja obstaja litij-titanatna baterija, ki je bila podvržena preskusom ciklov polnjenja in praznjenja od leta 2014. V šestih letih so jo napolnili in izpraznili več kot 30.000-krat.
V drugem laboratoriju so tehniki novinarjem prikazali preskuse padca, vboda z iglo in rezanja litij-titanatnih baterij.Še posebej po tem, ko je jeklena igla predrla baterijo, ni bilo gorenja ali dima, baterijo pa je bilo še vedno mogoče normalno uporabljati., imajo tudi litijeve titanatne baterije širok razpon temperatur okolja.
Čeprav imajo litij-titanatne baterije prednosti dolge življenjske dobe, visoke varnosti in hitrega polnjenja, gostota energije litijevih titanatnih baterij ni dovolj visoka, le približno polovica gostote energije litijevih baterij.Zato so se osredotočili na scenarije uporabe, ki ne zahtevajo visoke energijske gostote, kot so avtobusi, posebna vozila in elektrarne za shranjevanje energije.
Kar zadeva raziskave in razvoj baterij za shranjevanje energije ter industrializacijo, je natrijeva ionska baterija, ki jo je razvil Inštitut za fiziko Kitajske akademije znanosti, začela pot h komercializaciji.V primerjavi s svinčeno-kislinskimi baterijami natrijeve ionske baterije niso le manjše po velikosti, ampak tudi veliko manjše po teži za enako kapaciteto shranjevanja.Teža natrijevih ionskih baterij enake prostornine je manjša od 30 % teže svinčenih baterij.Pri nizkohitrostnem električnem avtomobilu za ogled znamenitosti se količina električne energije, shranjene v istem prostoru, poveča za 60 %.
Leta 2011 je Hu Yongsheng, raziskovalec na Inštitutu za fiziko Kitajske akademije znanosti, ki je študiral tudi pri akademiku Chenu Liquanu, vodil skupino in začel delati na raziskavah in razvoju tehnologije natrijevih ionskih baterij.Po 10 letih tehničnih raziskav je bila razvita natrijeva ionska baterija, ki je spodnja plast raziskav in razvoja natrijevih ionskih baterij na Kitajskem in v svetu.in področja uporabe izdelkov so na vodilnem mestu.
V primerjavi z litij-ionskimi baterijami je ena največjih prednosti natrijevih baterij ta, da so surovine široko razširjene in poceni.Surovina za izdelavo materialov za negativne elektrode je prani premog.Cena na tono je manj kot tisoč juanov, kar je veliko nižje od cene deset tisoč juanov na tono grafita.Drug material, natrijev karbonat, je prav tako bogat z viri in je poceni.
Natrijevih ionskih baterij ni enostavno zažgati, imajo dobro varnost in lahko delujejo pri minus 40 stopinjah Celzija.Vendar gostota energije ni tako dobra kot pri litijevih baterijah.Trenutno se lahko uporabljajo samo v nizkohitrostnih električnih vozilih, elektrarnah za shranjevanje energije in drugih področjih, ki zahtevajo nizko energijsko gostoto.Vendar pa je cilj natrijevih ionskih baterij uporaba kot oprema za shranjevanje energije, zato je bil razvit sistem elektrarne za shranjevanje energije s 100 kilovatnimi urami.
Kar zadeva smer prihodnjega razvoja električnih baterij in baterij za shranjevanje energije, Chen Liquan, akademik Kitajske inženirske akademije, meni, da sta varnost in stroški še vedno ključni zahtevi za tehnične raziskave električnih baterij in baterij za shranjevanje energije.V primeru pomanjkanja tradicionalne energije lahko baterije za shranjevanje energije spodbujajo uporabo obnovljive energije v omrežju, izboljšajo protislovje med porabo energije na konični in nizki ravni ter oblikujejo zeleno in trajnostno energetsko strukturo.
[Polurno opazovanje] Premagovanje »bolečin« novega energetskega razvoja
V priporočilih centralne vlade o "14. petletnem načrtu" so nova energija in nova energetska vozila, skupaj z novo generacijo informacijske tehnologije, biotehnologijo, vrhunsko opremo, vesoljsko in pomorsko opremo, navedeni kot strateške nastajajoče industrije, ki potrebujejo da se pospeši.Ob tem je bilo poudarjeno, da je treba zgraditi motor rasti za strateško nastajajoče industrije ter gojiti nove tehnologije, nove izdelke, nove poslovne formate in nove modele.
V programu smo videli, da znanstvenoraziskovalne ustanove in industrijska podjetja uporabljajo različne tehnične poti za premagovanje »bolečih točk« novega energetskega razvoja.Trenutno, čeprav je razvoj nove energetske industrije moje države dosegel določene prve prednosti, se še vedno sooča z razvojnimi pomanjkljivostmi in je treba prebiti ključne tehnologije.Ti čakajo na pogumne ljudi, da se z modrostjo povzpnejo in z vztrajnostjo premagajo.
Čas objave: 23. nov. 2023