Solid-state ဘက်ထရီများ- မျိုးဆက်သစ် ဘက်ထရီ လမ်းကြောင်း

Solid-state ဘက်ထရီများ- မျိုးဆက်သစ် ဘက်ထရီ လမ်းကြောင်း

မေလ 14 ရက်နေ့တွင် "The Korea Times" နှင့်အခြားမီဒီယာအစီရင်ခံစာများအရ Samsung သည် Hyundai နှင့်ပူးပေါင်းကာလျှပ်စစ်ကားများထုတ်လုပ်ရန်နှင့် Hyundai လျှပ်စစ်ကားများအတွက်ပါဝါဘက်ထရီများနှင့်အခြားချိတ်ဆက်ထားသောကားအစိတ်အပိုင်းများပံ့ပိုးရန်စီစဉ်ထားသည်။ Samsung နှင့် Hyundai တို့သည် ဘက်ထရီထောက်ပံ့မှုဆိုင်ရာ နားလည်မှုစာချွန်လွှာကို မကြာမီ လက်မှတ်ရေးထိုးတော့မည်ဖြစ်ကြောင်း မီဒီယာများက ခန့်မှန်းကြသည်။ Samsung သည် ၎င်း၏နောက်ဆုံးပေါ် Solid-State ဘက်ထရီကို Hyundai ထံ မိတ်ဆက်ခဲ့ကြောင်း သတင်းရရှိပါသည်။

Samsung ၏ ပြောကြားချက်အရ ၎င်း၏ ရှေ့ပြေးပုံစံဘက်ထရီအား အားအပြည့်သွင်းထားသည့်အခါတွင် လျှပ်စစ်ကားတစ်စီးသည် တစ်ကြိမ်လျှင် ကီလိုမီတာ ၈၀၀ ကျော်မောင်းနှင်နိုင်ကာ ဘက်ထရီ လည်ပတ်မှု အကြိမ်ရေ အကြိမ် ၁၀၀၀ ကျော်အထိ အသုံးပြုနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ ပမာဏသည် တူညီသော စွမ်းရည်ရှိသော လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီထက် 800% ပိုသေးငယ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ Solid-State ဘက်ထရီများသည် လာမည့်ဆယ်နှစ်အတွင်း လျှပ်စစ်ကားများအတွက် အသင့်တော်ဆုံး ပါဝါဘက်ထရီများဟု ယူဆကြသည်။

2020 ခုနှစ် မတ်လအစောပိုင်းတွင် Samsung Institute for Advanced Study (SAIT) နှင့် Samsung Research Center of Japan (SRJ) တို့သည် ငွေဖြင့်ဖွင့်ထားသော "High-energy long-cycling all-solid-state lithium metal batteries" ကို "Nature Energy" မဂ္ဂဇင်းတွင် ထုတ်ဝေခဲ့သည်။ -Carbon composite anodes" သည် အစိုင်အခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီများနယ်ပယ်တွင် ၎င်းတို့၏နောက်ဆုံးထွက်ရှိမှုကို မိတ်ဆက်ပေးခဲ့သည်။

ဤဘက်ထရီသည် မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် မီးလောင်လွယ်သည့် အစိုင်အခဲ အီလက်ထရွန်းကို အသုံးပြုထားပြီး ဖြတ်တောက်ထားသော ဆားကစ်တိုများကို ရှောင်ရှားရန် လီသီယမ် ဒန်းဒရိုက်များ ကြီးထွားမှုကိုလည်း ဟန့်တားနိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ ၎င်းသည် စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆကို 900Wh/L သို့တိုးမြှင့်ပေးနိုင်သည့် anode အဖြစ် ငွေ-ကာဗွန် (Ag-C) ပေါင်းစပ်အလွှာကို အသုံးပြုထားပြီး၊ 1000 cycles ကျော်ကြာ လည်ပတ်နေပြီး အလွန်မြင့်မားသော coulombic ထိရောက်မှု (အားသွင်းမှု နှင့် discharge efficiency) 99.8%။ ငွေပေးချေမှုတစ်ခုတည်းဖြင့် ဘက်ထရီကို မောင်းနှင်နိုင်သည်။ ကားသည် ကီလိုမီတာ ၈၀၀ ခရီးနှင်ခဲ့သည်။

သို့သော်လည်း စာတမ်းကိုထုတ်ဝေသည့် SAIT နှင့် SRJ တို့သည် နည်းပညာကိုအာရုံစိုက်သည့် Samsung SDI ထက် သိပ္ပံနည်းကျသုတေသနအဖွဲ့များဖြစ်သည်။ ဆောင်းပါးတွင် ဘက်ထရီအသစ်၏ နိယာမ၊ ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်တို့ကိုသာ ရှင်းလင်းထားသည်။ ဘက်ထရီသည် ဓာတ်ခွဲခန်းအဆင့်တွင်ရှိနေဆဲဖြစ်ပြီး အချိန်တိုအတွင်း အစုလိုက်အပြုံလိုက်ထုတ်လုပ်ရန် ခက်ခဲလိမ့်မည်ဖြစ်ကြောင်း ပဏာမဆုံးဖြတ်ထားသည်။

အစိုင်အခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီများနှင့် ရိုးရာအရည်လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများကြား ခြားနားချက်မှာ အီလက်ထရွန်းအခဲများကို electrolytes နှင့် separator များအစား အစိုင်အခဲအီလက်ထရွန်းနစ်များကို အသုံးပြုခြင်းဖြစ်သည်။ lithium-intercalated graphite anodes ကို အသုံးပြုရန် မလိုအပ်ပါ။ ယင်းအစား၊ သတ္တုလီသီယမ်ကို anode အဖြစ်အသုံးပြုပြီး anode ပစ္စည်းအရေအတွက်ကို လျှော့ချပေးသည်။ ပိုမိုမြင့်မားသောခန္ဓာကိုယ်စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ (> 350Wh / ကီလိုဂရမ်) နှင့်ပိုမိုကြာရှည်စွာသက်တမ်း (> 5000 လည်ပတ်မှု) နှင့်အထူးလုပ်ဆောင်ချက်များ (ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ကဲ့သို့သော) နှင့်အခြားလိုအပ်ချက်များရှိသောပါဝါဘက်ထရီများ။

စနစ်ဘက်ထရီအသစ်များတွင် Solid-State ဘက်ထရီများ၊ လစ်သီယမ်စီးဆင်းဘက်ထရီများနှင့် သတ္တု-လေဘက်ထရီများ ပါဝင်သည်။ Solid-State ဘက်ထရီသုံးလုံးတွင် ၎င်းတို့၏ အားသာချက်များရှိသည်။ ပိုလီမာအီလက်ထရောနစ်များသည် အော်ဂဲနစ်အီလက်ထရောလစ်များဖြစ်ပြီး အောက်ဆိုဒ်များနှင့် ဆာလ်ဖိုင်များသည် inorganic ceramic electrolytes ဖြစ်သည်။

ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ Solid-State ဘက်ထရီကုမ္ပဏီများကိုကြည့်ပါက စတင်လုပ်ဆောင်မှုများရှိပြီး နိုင်ငံတကာထုတ်လုပ်သူများလည်း ရှိပါသည်။ ကုမ္ပဏီများသည် မတူညီသောယုံကြည်ချက်များရှိသည့် electrolyte စနစ်တွင် တစ်ယောက်တည်းရှိကြပြီး နည်းပညာစီးဆင်းမှု သို့မဟုတ် ပေါင်းစပ်မှု လမ်းကြောင်းမရှိပေ။ လက်ရှိတွင်၊ အချို့သော နည်းပညာလမ်းကြောင်းများသည် စက်မှုထွန်းကားရေးအခြေအနေများနှင့် နီးကပ်နေပြီး၊ Solid-state ဘက်ထရီများ အလိုအလျောက်စနစ်သို့သွားရာလမ်းကို လုပ်ဆောင်နေပါသည်။

ဥရောပနှင့် အမေရိကန်ကုမ္ပဏီများသည် ပိုလီမာနှင့် အောက်ဆိုဒ်စနစ်များကို နှစ်သက်ကြသည်။ ပြင်သစ်ကုမ္ပဏီ Bolloré သည် ပေါ်လီမာအခြေခံ ခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီများကို စီးပွားဖြစ်ရောင်းချရာတွင် ဦးဆောင်ခဲ့သည်။ 2011 ခုနှစ် ဒီဇင်ဘာလတွင်၊ 30kwh Solid-state ပေါ်လီမာဘက်ထရီများနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားသုံး အလွှာနှစ်ခုပါသော စွမ်းအင်သုံး လျှပ်စစ်ကားများသည် ကမ္ဘာ့ပထမဆုံးအကြိမ်ဖြစ်သည့် ရှယ်ကားစျေးကွက်သို့ ဝင်ရောက်လာခဲ့သည်။ EV များအတွက် လုပ်ငန်းသုံး Solid-State ဘက်ထရီများ။

ပါးလွှာသောဖလင်အောက်ဆိုဒ်အစိုင်အခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီထုတ်လုပ်သူ Sakti3 ကို ဗြိတိန်အိမ်သုံးပစ္စည်းကုမ္ပဏီကြီး Dyson မှ 2015 ခုနှစ်တွင် ဝယ်ယူခဲ့သည်။ ၎င်းသည် ပါးလွှာသောဖလင်ပြင်ဆင်မှုကုန်ကျစရိတ်နှင့် အကြီးစားထုတ်လုပ်ရန် ခက်ခဲမှုတို့ကြောင့်ဖြစ်ပြီး အမြောက်အမြားမရှိပေ။ ထုတ်ကုန်ကို အချိန်အကြာကြီး ထုတ်လုပ်မှု၊

Solid-state ဘက်ထရီများအတွက် Maxwell ၏အစီအစဉ်သည် အသေးစားဘက်ထရီစျေးကွက်သို့ ဦးစွာဝင်ရောက်ရန်ဖြစ်ပြီး 2020 ခုနှစ်တွင် အစုလိုက်အပြုံလိုက်ထုတ်လုပ်ကာ 2022 ခုနှစ်တွင် စွမ်းအင်သိုလှောင်မှုနယ်ပယ်တွင် အသုံးပြုရန်ဖြစ်သည်။ လျင်မြန်သောစီးပွားဖြစ်အသုံးချပလီကေးရှင်းအတွက် Maxwell သည် ပထမတစ်ပိုင်းကြိုးစားရန် စဉ်းစားမည်ဖြစ်သည်။ ကာလတိုအတွင်း ခိုင်မာသော ဘက်ထရီများ။ သို့တိုင်၊ Semi-အစိုင်အခဲဘက်ထရီများသည် ပို၍စျေးကြီးပြီး အထူးဝယ်လိုအားနယ်ပယ်များတွင် အဓိကအသုံးပြုကြပြီး အကြီးစားအသုံးချပရိုဂရမ်များကို ခက်ခဲစေသည်။

ပါးလွှာသောဖလင်အောက်ဆိုဒ် ထုတ်ကုန်များသည် အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်ကောင်းမွန်ပြီး ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုတွင် လက်ရှိရေပန်းစားလျက်ရှိသည်။ ထိုင်ဝမ် Huineng နှင့် Jiangsu Qingdao နှစ်ဦးစလုံးသည် ဤလမ်းကြောင်းတွင် နာမည်ကြီးကစားသမားများဖြစ်သည်။

ဂျပန်နှင့် ကိုရီးယားကုမ္ပဏီများသည် ဆာလဖိုက်စနစ်၏ စက်မှုထွန်းကားရေးပြဿနာများကို ဖြေရှင်းရန် ပိုမိုသန္နိဋ္ဌာန်ချထားပါသည်။ Toyota နှင့် Samsung ကဲ့သို့သော ကိုယ်စားလှယ်ကုမ္ပဏီများသည် ၎င်းတို့၏ ဖြန့်ကျက်မှုကို အရှိန်မြှင့်လိုက်သည်။ Sulfide Solid-State ဘက်ထရီများ (လီသီယမ်-ဆာလဖာ ဘက်ထရီများ) သည် ၎င်းတို့၏ စွမ်းအင်သိပ်သည်းမှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ် မြင့်မားခြင်းကြောင့် ကြီးမားသော ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအလားအလာရှိသည်။ ၎င်းတို့အနက် တိုယိုတာ၏ နည်းပညာသည် အတိုးတက်ဆုံးဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် အမ်ပါရီအဆင့် သရုပ်ပြဘက်ထရီများနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတုစွမ်းဆောင်မှုကို ထုတ်ပေးသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ၎င်းတို့သည် ပိုမိုကြီးမားသောဘက်ထရီအထုပ်ကို ပြင်ဆင်ရန်အတွက် အခန်းအပူချိန်မြင့်သည့်လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းရှိသော LGPS ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။

ဂျပန်နိုင်ငံသည် တစ်နိုင်ငံလုံး အတိုင်းအတာဖြင့် သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး အစီအစဉ်ကို စတင်ခဲ့သည်။ အလားအလာအရှိဆုံးမဟာမိတ်မှာ Toyota နှင့် Panasonic (Toyota တွင် Solid-State ဘက်ထရီများ တီထွင်ထုတ်လုပ်ရာတွင် အင်ဂျင်နီယာ ၃၀၀ နီးပါးခန့်) ရှိသည်။ ငါးနှစ်အတွင်းမှာ Solid-State ဘက်ထရီတွေကို စီးပွားဖြစ်ထုတ်လုပ်မယ်လို့ ဆိုပါတယ်။

Toyota နှင့် NEDO တို့မှ ထုတ်လုပ်သော All-solid-state ဘက်ထရီများ၏ စီးပွားဖြစ်အစီအစဥ်သည် ရှိပြီးသား LIB upbeat နှင့် အန္တရာယ်ရှိသောပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ all-solid-state ဘက်ထရီများ (ပထမမျိုးဆက်ဘက်ထရီ) ကို တီထွင်ခြင်းဖြင့် စတင်ပါသည်။ ၎င်းနောက်၊ ၎င်းသည် စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ (နောက်မျိုးဆက် ဘက်ထရီများ) ကို တိုးမြှင့်ရန်အတွက် အပြုသဘောနှင့် အနုတ်သဘောဆောင်သည့် ပစ္စည်းအသစ်များကို အသုံးပြုမည်ဖြစ်သည်။ Toyota သည် 2022 ခုနှစ်တွင် Solid-state လျှပ်စစ်ကားများ၏ ရှေ့ပြေးပုံစံများကို ထုတ်လုပ်ရန် မျှော်လင့်ထားပြီး 2025 ခုနှစ်တွင် အချို့သော မော်ဒယ်များတွင် Solid-state ဘက်ထရီများကို အသုံးပြုမည်ဖြစ်သည်။ 2030 တွင် စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆသည် 500Wh/kg သို့ ရောက်ရှိနိုင်သည်။

မူပိုင်ခွင့်အမြင်အရ၊ Solid-state လီသီယမ်ဘက်ထရီများအတွက် ထိပ်တန်းမူပိုင်ခွင့်လျှောက်ထားသူ 20 တွင် ဂျပန်ကုမ္ပဏီများသည် 11 ခုရှိသည်။ Toyota သည် အများဆုံးလျှောက်ထားခဲ့ပြီး ဒုတိယ Panasonic ထက် 1,709, 2.2 ဆအထိရောက်ရှိခဲ့သည်။ ထိပ်တန်းကုမ္ပဏီ ၁၀ ခုမှာ ဂျပန်နှင့် တောင်ကိုရီးယားတို့ဖြစ်ပြီး ဂျပန်တွင် ၈ ခုနှင့် တောင်ကိုရီးယားတွင် ၂ ခု ပါဝင်သည်။

မူပိုင်ခွင့်ရှိသူများ၏ ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ မူပိုင်ခွင့်ပုံစံ၏ ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် ဂျပန်၊ အမေရိကန်၊ တရုတ်၊ တောင်ကိုရီးယားနှင့် ဥရောပတို့သည် အဓိကနိုင်ငံ သို့မဟုတ် ဒေသများဖြစ်သည်။ ဒေသတွင်း အက်ပလီကေးရှင်းများအပြင်၊ Toyota သည် အမေရိကန်နှင့် တရုတ်နိုင်ငံတွင် အထင်ရှားဆုံး လျှောက်လွှာများဖြစ်ပြီး စုစုပေါင်း မူပိုင်ခွင့်လျှောက်ထားမှု၏ 14.7% နှင့် 12.9% အသီးသီးရှိသည်။

ကျွန်ုပ်၏နိုင်ငံ၌ Solid-State ဘက်ထရီများ စက်မှုထွန်းကားရေးမှာလည်း အဆက်မပြတ် ရှာဖွေနေပါသည်။ တရုတ်၏နည်းပညာလမ်းကြောင်းအစီအစဉ်အရ၊ 2020 တွင်၊ ၎င်းသည် အစိုင်အခဲအီလက်ထရောနစ်၊ မြင့်မားသောတိကျသောစွမ်းအင် cathode ပစ္စည်းပေါင်းစပ်မှုနှင့် သုံးဖက်မြင်ဘောင်တည်ဆောက်ပုံ လီသီယမ်သတ္တုစပ်တည်ဆောက်မှုနည်းပညာကို တဖြည်းဖြည်းနားလည်လာမည်ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် 300Wh/kg သေးငယ်သောစွမ်းရည်ရှိသော တစ်ခုတည်းသော ဘက်ထရီနမူနာထုတ်လုပ်ခြင်းကို အသိအမှတ်ပြုမည်ဖြစ်သည်။ 2025 ခုနှစ်တွင်၊ Solid-state ဘက်ထရီကြားခံထိန်းချုပ်မှုနည်းပညာသည် 400Wh/kg ကြီးမားသောစွမ်းရည်ရှိသော တစ်ခုတည်းသောဘက်ထရီနမူနာနှင့် အုပ်စုနည်းပညာကို သိရှိလာမည်ဖြစ်သည်။ အစိုင်အခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီများနှင့် လီသီယမ်-ဆာလဖာဘက်ထရီများကို 2030 တွင် အမြောက်အမြားထုတ်လုပ်ပြီး မြှင့်တင်နိုင်မည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။

CATL ၏ IPO ရန်ပုံငွေရှာဖွေရေးပရောဂျက်ရှိ မျိုးဆက်သစ် ဘက်ထရီများတွင် ခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီများ ပါဝင်သည်။ NE Times အစီရင်ခံချက်များအရ CATL သည် အနည်းဆုံး 2025 ခုနှစ်တွင် အစိုင်အခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီများ အမြောက်အမြား ထုတ်လုပ်နိုင်မည်ဟု မျှော်လင့်ထားသည်။

တစ်ခုလုံးတွင်၊ ပေါ်လီမာစနစ်နည်းပညာသည် ရင့်ကျက်မှုအရှိဆုံးဖြစ်ပြီး ပထမဆုံး EV အဆင့်ထုတ်ကုန်ကို မွေးဖွားလာသည်။ ၎င်း၏ သဘောတရားနှင့် ရှေ့သို့မျှော်မြင်နိုင်သော သဘောသဘာဝသည် နောက်ကျသူများမှ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုတွင် ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှု အရှိန်အဟုန်ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်၊ သို့သော် စွမ်းဆောင်ရည်၏ အပေါ်ပိုင်းကန့်သတ်ချက်သည် ကြီးထွားမှုကို ကန့်သတ်ထားပြီး inorganic အစိုင်အခဲ အီလက်ထရွန်းနှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် အနာဂတ်တွင် ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော အဖြေတစ်ခုဖြစ်လိမ့်မည်၊ ဓာတ်တိုးခြင်း၊ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာစနစ်တွင်၊ ပါးလွှာသောဖလင်အမျိုးအစားများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် စွမ်းရည်ချဲ့ထွင်ခြင်းနှင့် အကြီးစားထုတ်လုပ်မှုအပေါ် အာရုံစူးစိုက်ထားပြီး၊ ရုပ်ရှင်မဟုတ်သောအမျိုးအစားများ၏ အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်သည် လက်ရှိသုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး၏ အာရုံစိုက်မှုဖြစ်သည့် ပိုမိုကောင်းမွန်ပါသည်။ sulfide system သည် လျှပ်စစ်ကားများတွင် အလားအလာအရှိဆုံး Solid-State ဘက်ထရီစနစ်ဖြစ်သည်၊ သို့သော် ကြီးထွားမှုနှင့် မရင့်ကျက်သောနည်းပညာများအတွက် ကြီးမားသောအခန်းဖြင့် ပိုလာနေသောအခြေအနေတွင်၊ လုံခြုံရေးဆိုင်ရာပြဿနာများနှင့် ကြားခံပြဿနာများကို ဖြေရှင်းခြင်းသည် အနာဂတ်၏အာရုံစိုက်မှုဖြစ်သည်။

Solid-State ဘက်ထရီများ ရင်ဆိုင်နေရသော စိန်ခေါ်မှုများတွင် အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-

• ကုန်ကျစရိတ်များ လျှော့ချခြင်း။
• အစိုင်အခဲ electrolytes များ၏ဘေးကင်းမှုကိုတိုးတက်စေခြင်း။
• အားသွင်းချိန်နှင့် အားသွင်းနေစဉ်အတွင်း electrode နှင့် electrolytes အကြား အဆက်အသွယ်ကို ထိန်းသိမ်းခြင်း။

လစ်သီယမ်-ဆာလဖာ ဘက်ထရီများ၊ လီသီယမ်လေနှင့် အခြားစနစ်များသည် ဘက်ထရီဖွဲ့စည်းပုံဘောင်တစ်ခုလုံးကို အစားထိုးရန် လိုအပ်ပြီး သိသိသာသာ ပြဿနာများ ပိုများလာပါသည်။ Solid-state ဘက်ထရီများ၏ အပြုသဘောနှင့် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းများသည် လက်ရှိစနစ်အား ဆက်လက်အသုံးပြုနိုင်ပြီး လက်တွေ့အကောင်အထည်ဖော်ရန် အခက်အခဲမှာ အတော်လေးသေးငယ်ပါသည်။ မျိုးဆက်သစ်ဘက်ထရီနည်းပညာအနေဖြင့်၊ Solid-state ဘက်ထရီများသည် လုံခြုံမှုနှင့် စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ ပိုမိုမြင့်မားပြီး လီသီယမ်လွန်ခေတ်တွင် တစ်ခုတည်းသောနည်းလမ်းဖြစ်လာမည်ဖြစ်သည်။