इलेक्ट्रिक वाहन उद्योगाला ताजेतवाने करण्यासाठी पॉवर बॅटरी?

जपानच्या Nikkei Shimbun ने 9 डिसेंबर रोजी नोंदवले की टोयोटा एक सॉलिड स्टेट बॅटरी विकसित करत आहे, जी एकदा चार्ज केल्यानंतर 500 किलोमीटर चालू शकते आणि पूर्ण चार्ज होण्यासाठी 10 मिनिटे लागतात, पारंपारिक इलेक्ट्रिक वाहनांपेक्षा किमान दोन-तृतियांश कमी. टोयोटा मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात सॉलिड स्टेट बॅटरी वाहनांची जगातील पहिली उत्पादक बनण्याची अपेक्षा आहे आणि पुढील वर्षी प्रोटोटाइप वाहने लाँच करेल.

टोयोटाच्या बातम्यांव्यतिरिक्त, QuantumScape, Volkswagen आणि बिल गेट्स यांनी संयुक्तपणे गुंतवणूक केलेल्या कंपनीने एक नवीन सॉलिड स्टेट बॅटरी तंत्रज्ञान देखील जारी केले, जे 15 मिनिटांत 80% चार्ज करू शकते, ऊर्जा घनता 50% वाढवू शकते आणि मोठ्या श्रेणीचा सामना करू शकते. तापमान, कमी - 30 ℃. फोक्सवॅगनने सांगितले की 2025 पर्यंत नवीन बॅटरी उत्पादन लाइन तयार करण्याचे त्यांचे लक्ष्य आहे.

तर, सॉलिड स्टेट बॅटरी आणि पारंपारिक बॅटरीमध्ये काय फरक आहे?

पारंपारिक लिथियम बॅटरी: ती सकारात्मक इलेक्ट्रोड, डायाफ्राम आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोडची बनलेली असते आणि नंतर इलेक्ट्रोलाइटने भरलेली असते.

सॉलिड स्टेट बॅटरी: लिथियम बॅटरी सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट वापरते आणि इलेक्ट्रोलाइट सामग्री मोठ्या प्रमाणात सॉलिड स्टेट लिथियम बॅटरीची कार्यक्षमता निर्धारित करते.

दोघांमधील मुख्य फरक असा आहे की सॉलिड-स्टेट बॅटरीमधील इलेक्ट्रोलाइट घन असतो, याचा अर्थ असा होतो की सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड्समधील लिथियम आयन स्थलांतराचे माध्यम द्रव ते घनमध्ये बदलते. कॅथोड सामग्रीच्या सतत अपग्रेडसह, घन इलेक्ट्रोलाइट अधिक चांगले समन्वय करू शकतात, जे बॅटरी सिस्टमची ऊर्जा घनता सुधारण्यास अनुकूल आहे.

सॉलिड स्टेट बॅटरीचे फायदे.

पारंपारिक लिथियम बॅटरीच्या तुलनेत घन इलेक्ट्रोलाइटच्या वापरामुळे, घन बॅटरीमध्ये ज्वलन न होणे, उच्च तापमान प्रतिरोधक, गंज न होणे, अस्थिरता न होणे, कमी आगीचा धोका आणि उच्च ऊर्जा घनता ही वैशिष्ट्ये आहेत.

सॉलिड स्टेट बॅटरीचे औद्योगिकीकरण.

सॉलिड स्टेट बॅटरी ही बॅटरी ऊर्जा घनता आणि सहनशक्तीच्या चिंतेसाठी शेवटचा उपाय मानली जाते. सॉलिड स्टेट बॅटरीचे अनेक फायदे आहेत, परंतु जास्त किमतीमुळे आणि कमी उत्पादन क्षमतेमुळे ती फारशी वापरली गेली नाही.

सॉलिड स्टेट बॅटरीचे व्यावसायीकरण लोकांना वाटते तितके जलद असू शकत नाही. 2019 मध्ये, निंगडे टाइम्सने सांगितले की ते सर्व सॉलिड स्टेट बॅटरीच्या विकासासाठी वचनबद्ध आहे आणि त्यांनी नमुने तयार केले आहेत, परंतु त्यांचे पूर्णपणे व्यावसायिकीकरण होण्यासाठी 10 वर्षे लागतील, याचा अर्थ ते मोठ्या प्रमाणात उत्पादनापासून दूर आहेत.

सॉलिड स्टेट बॅटरीच्या ऍप्लिकेशन शेड्यूलचा अंदाज आहे.

-2021 हा सॉलिड-स्टेट बॅटरी मार्केटचा उष्मायन काळ असेल. संबंधित उत्पादनांचे नियोजन आणि संशोधन आणि विकास केला जाईल आणि बाजारपेठेत अजूनही तिरंगी बॅटरीचे वर्चस्व असेल.

-2021-2025 पासून, सॉलिड स्टेट बॅटरी वापरण्याच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात प्रवेश करतील, बॅटरीची उर्जा घनता 300-500Wh/kg पर्यंत पोहोचेल आणि उच्च श्रेणीतील इलेक्ट्रिक वाहनांची एक छोटी संख्या सॉलिड स्टेट बॅटरीने सुसज्ज असेल.

-2025 ते 2030 किंवा त्याहूनही अधिक काळ, बाजार खरोखर परिपक्व होईल, सॉलिड-स्टेट बॅटरीची ऊर्जा घनता 500Wh/kg पेक्षा जास्त असेल आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादन खरोखर लोकप्रिय होईल.

सर्वसाधारणपणे, सर्व सॉलिड स्टेट बॅटरियां, विशेषत: उच्च वर्तमान ऍप्लिकेशन्स जसे की ऑटोमोबाईल्स, औद्योगिकीकरणाच्या प्रमाणापासून दूर आहेत आणि त्यांना पुढील श्रेणीसुधारित करणे आणि खर्च नियंत्रणाची आवश्यकता आहे.

काही लोक असे का म्हणतात की मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन जवळ आहे, तर काही लोक म्हणतात की यास 10 वर्षे लागतील?

तुम्ही अंदाज लावू शकता की, सध्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी जाहिरात केलेल्या "सॉलिड स्टेट बॅटरी" या सर्व सॉलिड स्टेट बॅटरी नसून सेमी सॉलिड स्टेट बॅटरी आहेत.

सेमी सॉलिड बॅटरीमध्ये सामान्यतः एका इलेक्ट्रोडवर घन इलेक्ट्रोलाइट आणि दुसऱ्यावर द्रव इलेक्ट्रोलाइट असतो. अर्ध-घन बॅटरीसह प्रयोग करणारे बरेच लोक द्रुत व्यावसायिक वापरासाठी आहेत. उदाहरणार्थ, टोयोटाने ट्रामसाठी सर्व सॉलिड बॅटरी विकसित करण्यावर आपली दृष्टी ठेवली आहे, परंतु ती हळूहळू "सेमी-सॉलिड" बॅटरीसह सुरू होईल असे म्हणते.

जेव्हा निंग डे म्हणाले की मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी 10 वर्षे लागतील, तेव्हा त्यांचा अर्थ सर्व सॉलिड स्टेट बॅटरियां होता आणि तेच ध्येय होते.

टोयोटा आणि क्वांटमस्केपच्या सॉलिड-स्टेट बॅटरी स्टार्टअपसाठी धोका निर्माण करतील?

सॉलिड स्टेट बॅटरी विकासाच्या दृष्टीकोनातून.

युरोपियन आणि अमेरिकन देशांमधील बॅटरी तंत्रज्ञानातील नवकल्पना मुख्यतः स्टार्टअप्सच्या नेतृत्वाखाली आहे. कारण युरोपियन आणि अमेरिकन देशांमध्ये नवनिर्मितीसाठी छोटे उद्योग जबाबदार आहेत आणि मोठे उद्योग विलीनीकरण आणि अधिग्रहणाद्वारे नवकल्पना समस्या सोडवतात, व्यापकपणे शोधण्याची गरज नाही.

जपानमध्ये पारंपारिक ऑटोमोबाईल आणि यंत्रसामग्री उद्योगांचे वर्चस्व आहे, कारण जपानी पारंपारिक उद्योग खूप दूरदर्शी आहेत आणि कोणत्याही नवीन तंत्रज्ञानाचा प्रयत्न करू इच्छितात.

चीनने सॉलिड स्टेट बॅटरीच्या क्षेत्रात तुलनेने उशीरा प्रवेश केला. तथापि, आमचा विश्वास आहे की सॉलिड स्टेट बॅटऱ्या मीडिया वर्णन केल्याप्रमाणे प्रभावी नाहीत. संशोधन आणि विकासामध्ये 1-2 वर्षांचे अंतर असले तरी हेड पॉवर बॅटरी कंपनीची स्थिती उलथून टाकण्यासाठी ते पुरेसे नाही.

प्रथम, लिथियम बॅटरीज मुख्य प्रवाहात आल्याने, त्या वेगाने सुधारतील. वर्तमान द्रव आवृत्ती, किंवा, सुधारत राहील, विशेषत: जर तुम्हाला दरवर्षी 30% सुधारणा, 5 वर्षे, 10 वर्षे मिळाली, तर सुधारित बॅटरी कार्यक्षमता सॉलिड-स्टेट बॅटरीसारखीच असेल.

दुसरे, नाविन्यपूर्ण सॉलिड-स्टेट बॅटरी तंत्रज्ञान सहजपणे एंटरप्राइजेसमध्ये समाकलित केले जाऊ शकते. सॉलिड स्टेट बॅटरी हा देखील लिथियम बॅटरीचा मार्ग आहे. लिथियम बॅटरीच्या मार्गावर, हे सुधारित तंत्रज्ञान आघाडीच्या उद्योगांद्वारे सहजपणे एकत्रित केले जाऊ शकते. नवीन बॅटरी तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसाठी, फॅक्टरी तयार करण्याचा थ्रेशोल्ड आणि जोखीम खूप जास्त आहे, म्हणून बरेच लोक तंत्रज्ञानाची विक्री आघाडीच्या उद्योगांना करतील, ज्यामुळे स्केलचा वेगाने विस्तार होऊ शकेल. सॉलिड स्टेट बॅटरीचे सापेक्ष तंत्रज्ञान अंतर लहान आहे आणि सॉलिड स्टेट बॅटरीच्या व्यापारीकरणात मोठ्या बॅचचा फायदा स्पष्टपणे अधिक महत्त्वाचा आहे.