Непростая задача разработать BEV которые, как и современные автомобили с ДВС, могут быть заправлены за три минуты, имеют запас хода 1.000 км на полном баке, обладают достаточной инфраструктурой и могут легко эксплуатироваться не менее 10 лет. Однако появление полностью твердотельных аккумуляторов может нарушить текущую ситуацию и значительно ускорить принятие рынком BEV.
Когда литий-ионные аккумуляторы, широко используемые в смартфонах и других миниатюрных электронных устройствах, используются в автомобилях, они предъявляют гораздо более высокие требования к безопасности и сроку службы аккумулятора.
В то же время существует компромисс между улучшением дальности полета, которое по существу требует увеличения плотности энергии, и безопасностью/долговечностью. Этот компромисс является основной причиной того, что производительность нынешних литий-ионных аккумуляторов рассматривается как возможное непреодолимое препятствие на пути увеличения доли рынка электромобилей.
Твердотельные батареи могут решить эти проблемы. Твердотельные аккумуляторы имеют долгую историю. Твердые электролиты были разработаны в 70-х годах, но недостаточная ионная проводимость ограничивала их применение. Однако недавно были обнаружены твердые электролиты с ионной проводимостью, аналогичной или превосходящей жидкие электролиты, что ускорило исследования и разработки.
Производители автомобилей
На Токийском автосалоне 2017 года Toyota объявила о цели коммерциализации BEV полностью твердотельные в первой половине 20-х гг. Хотя первое поколение BEV которые будут использовать полностью твердотельные батареи, которые, как ожидается, будут запущены Toyota, будут иметь только ограниченный объем производства, объявление компании, несомненно, подстегнет дополнительные усилия многих компаний, исследователей и государственных учреждений в разработке всех твердотельных батарей. .
Volkswagen, Hyundai Motor и Nissan Motor объявили об инвестициях в начинающие компании, поэтому мы считаем, что эта тема заслуживает повышенного внимания.
Современные литий-ионные батареи состоят из катода, раствора электролита, сепаратора и анода. Отличие твердотельных аккумуляторов в том, что электролит твердый. На самом деле все компоненты и материалы являются твердыми, отсюда и терминология «твердое состояние».
Свойства твердотельных батарей зависят от используемых материалов, но исследования, проведенные на сегодняшний день, показывают явный потенциал с точки зрения безопасности, устойчивости к утечкам, стойкости к возгоранию (упрощенная структура охлаждения), миниатюризации, гибкости конструкции с точки зрения формирования прямого контакта клеточный слой, относительно длительный срок службы при разрядке, отсутствие деградации благодаря хорошим свойствам при высоких и низких температурах, короткое время зарядки, высокая плотность энергии и высокая удельная мощность.
В прошлом низкая плотность мощности считалась слабым местом твердотельных батарей, но Токийский технологический институт и исследовательская группа Toyota совместно разработали твердотельную батарею с плотностью мощности в три раза выше и плотностью энергии в два раза выше, чем у существующих аккумуляторов. литий-ионные аккумуляторы. Мы считаем, что все твердотельные батареи могут преодолеть недостатки электромобилей.
Основное влияние твердотельных аккумуляторов на автомобильную промышленность включает в себя ускорение освоения рынком BEV и изменения в цепочке поставок аккумуляторов BEV. Шесть BEV заменит автомобили с ДВС, не будет необходимости в двигателях, трансмиссиях и связанных с ними деталях, но возникнет новая потребность в батареях, инверторах, двигателях и деталях, связанных с этими системами.
Для традиционных сборщиков автомобилей, которые самостоятельно производят двигатели и трансмиссии, обеспечение возможности самостоятельно разрабатывать полностью твердотельные аккумуляторы является важным источником добавленной стоимости. Для поставщиков будет важно пересмотреть элементарные технологии для разработки новых компонентов.
Если есть увеличение принятия рынком BEVОбщенациональные правила, регулирующие такие вещи, как налоги, энергетическая политика и ресурсы, также, вероятно, изменятся.
Переход от жидких к твердотельным литий-ионным батареям также будет означать переход от жидких к твердым электролитам и снижение потребности в сепараторах, а также появится возможность использования новых материалов для катодов и анодов.
Материалы, используемые в полностью твердотельных батареях, которые Toyota выпустит в первой половине 2020 года, вероятно, будут аналогичны тем, которые используются в настоящее время, и по мере сокращения объемов производства влияние на текущую цепочку поставок также, вероятно, будет маленький. Однако, если мы увидим существенный прогресс в исследованиях и разработках, полностью твердотельные батареи, доступные во второй половине 2020-х и 2030-х годах, вероятно, станут прорывными.
Были разговоры о предвзятом отношении к i BEV, но текущий консенсус рынка заключается в том, что сейчас мы живем в эпоху «диверсификации силовых агрегатов», а не в эпоху BEV как таковой. Однако мы считаем, что если усилия по развитию массового производства полностью твердотельных аккумуляторов увенчаются успехом, наступит эпоха BEV он может быть близок.
Тем не менее, необходимо будет решить ряд проблем. Исследования и разработки, направленные на массовое производство всех твердотельных батарей, только начались, и пока не ясно, насколько снизятся производственные затраты. Теоретически должен существовать значительный потенциал снижения затрат, учитывая упрощение батарейных блоков и использование недорогих электродных материалов.
С другой стороны, если будет достигнут больший, чем ожидалось, прогресс в улучшении характеристик литий-ионных аккумуляторов и значительном снижении затрат, переход на полностью твердотельные аккумуляторы может быть отложен.
Существует также риск того, что интерес к i BEV сами по себе могут исчезнуть из-за развития гибридных электромобилей (HEV) и стандартных транспортных средств с ДВС, дебатов о «хорошо-к-колесам» и возобновления популярности дизельных автомобилей, что может означать ослабление усилий по разработке всех твердотельных аккумуляторов.
С точки зрения запаса хода и времени, необходимого для заправки водородом, автомобили на топливных элементах являются еще одним потенциальным конкурентом. Хотя проблемы с инфраструктурой являются проблемой, существует значительный потенциал в плане замены ископаемых видов топлива и транспортировки энергии.
В глобальном опросе руководителей автомобильной отрасли, проведенном КПМГ в 2018 году, автомобили на топливных элементах названы главной ключевой тенденцией до 2025 года. BEV занимает 3-е место в рейтинге мировых автомобильных руководителей. В 2017 году тот же опрос изменил ситуацию. BEV на первом месте и автомобили на топливных элементах на третьем месте.
BlogInnovazione.it
Развитие мелкой моторики посредством раскрашивания готовит детей к более сложным навыкам, таким как письмо. Раскрасить…
Военно-морской сектор является настоящей глобальной экономической державой, которая достигла 150-миллиардного рынка...
В прошлый понедельник Financial Times объявила о сделке с OpenAI. FT лицензирует свою журналистику мирового уровня…
Миллионы людей платят за стриминговые сервисы, выплачивая ежемесячную абонентскую плату. Распространено мнение, что вы…
