Durante o período do “Décimo Terceiro Plano Quinquenal”, a produção e vendas de veículos de novas energias na China cresceram rapidamente, ocupando o primeiro lugar no mundo por cinco anos consecutivos.Espera-se que o número de novos veículos energéticos ultrapasse 5 milhões até o final deste ano.Ao mesmo tempo, boas notícias continuam a chegar da China na tecnologia central das novas baterias energéticas.Chen Liquan, de 80 anos, a primeira pessoa na indústria de baterias de lítio da China, liderou sua equipe no desenvolvimento de novos materiais para baterias.
É lançada nova bateria de lítio de nano-silício, com capacidade 5 vezes maior que a bateria de lítio tradicional
Chen Liquan, um acadêmico de 80 anos da Academia Chinesa de Engenharia, é o fundador da indústria de baterias de lítio na China.Na década de 1980, Chen Liquan e sua equipe assumiram a liderança na realização de pesquisas sobre eletrólitos sólidos e baterias secundárias de lítio na China.Em 1996, ele liderou uma equipe de pesquisa científica para desenvolver baterias de íons de lítio pela primeira vez na China, assumiu a liderança na solução dos problemas científicos, tecnológicos e de engenharia da produção em larga escala de baterias domésticas de íons de lítio e realizou a industrialização de baterias domésticas de íons de lítio.
Em Liyang, Jiangsu, Li Hong, protegido do acadêmico Chen Liquan, liderou sua equipe para alcançar um avanço em uma matéria-prima essencial para baterias de lítio após mais de 20 anos de pesquisa técnica e produção em massa em 2017.
O material anódico de nano-silício é um novo material desenvolvido de forma independente por eles.A capacidade das baterias tipo botão feitas com ele é cinco vezes maior que a das baterias tradicionais de grafite-lítio.
Luo Fei, gerente geral da Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd.
O silício existe amplamente na natureza e é abundante em reservas.O principal componente da areia é a sílica.Mas para transformar o silício metálico em material de ânodo de silício, é necessário um processamento especial.No laboratório, não é difícil concluir esse processamento, mas fabricar materiais de ânodo de silício de nível de tonelada requer muita pesquisa técnica e experimentos.
O Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências pesquisa nano-silício desde 1996 e começou a construir uma linha de produção de material anódico de silício em 2012. Somente em 2017 a primeira linha de produção foi construída e tem sido continuamente ajustada e revisado.Após milhares de falhas, os materiais de ânodo de silício foram produzidos em massa.Atualmente, a produção anual de materiais de ânodo de silício para baterias de íon-lítio da fábrica de Liyang pode chegar a 2.000 toneladas.
Se os materiais de ânodo de silício forem uma boa escolha para melhorar a densidade energética das baterias de lítio no futuro, então a tecnologia de baterias de estado sólido é uma solução reconhecida e eficaz para resolver problemas atuais, como segurança e ciclo de vida das baterias de lítio.Atualmente, muitos países estão desenvolvendo ativamente baterias de estado sólido, e a pesquisa e o desenvolvimento da tecnologia de baterias de lítio de estado sólido da China também acompanham o ritmo do mundo.
Nesta fábrica em Liyang, os drones que utilizam baterias de lítio de estado sólido desenvolvidas por uma equipe liderada pelo professor Li Hong têm um alcance de cruzeiro 20% maior do que os drones com as mesmas especificações.O segredo está neste material marrom escuro, que é o material catódico de estado sólido desenvolvido pelo Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências.
Em 2018, o projeto e o desenvolvimento de um sistema de bateria de estado sólido de 300Wh/kg foram concluídos aqui.Quando instalado em um veículo, pode dobrar o alcance de cruzeiro do veículo.Em 2019, a Academia Chinesa de Ciências estabeleceu uma linha de produção piloto de bateria de estado sólido em Liyang, Jiangsu.Em maio deste ano, os produtos começaram a ser utilizados em produtos eletrônicos de consumo.
No entanto, Li Hong disse aos repórteres que esta não é uma bateria totalmente de estado sólido no sentido completo, mas uma bateria de estado quase sólido que é constantemente otimizada na tecnologia de bateria de lítio líquido.Se você quiser fazer com que os carros tenham maior alcance, os telefones celulares tenham maior tempo de espera e ninguém possa. Para que as aeronaves voem mais alto e mais longe, é necessário desenvolver baterias totalmente de estado sólido mais seguras e de maior capacidade.
Novas baterias estão surgindo uma após a outra e a “Electric China” está em construção
Não apenas o Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, muitas empresas também estão explorando novas tecnologias e materiais para novas baterias energéticas.Em uma nova empresa de energia em Zhuhai, Guangdong, um ônibus totalmente elétrico está sendo carregado na área de demonstração de carga da empresa.
Depois de carregar por mais de três minutos, a energia restante aumentou de 33% para mais de 60%.Em apenas 8 minutos, o ônibus estava totalmente carregado, apresentando 99%.
Liang Gong disse aos repórteres que as rotas dos ônibus urbanos são fixas e a quilometragem para uma viagem de ida e volta não excederá 100 quilômetros.Carregar durante o tempo de descanso do motorista do ônibus pode aproveitar ao máximo as vantagens do carregamento rápido das baterias de titanato de lítio.Além disso, as baterias de titanato de lítio possuem tempos de ciclo.Vantagens da longa vida.
No instituto de pesquisa de baterias desta empresa, existe uma bateria de titanato de lítio que vem passando por testes de ciclo de carga e descarga desde 2014. Ela foi carregada e descarregada mais de 30.000 vezes em seis anos.
Em outro laboratório, técnicos demonstraram aos repórteres os testes de queda, picada de agulha e corte de baterias de titanato de lítio.Principalmente depois que a agulha de aço penetrou na bateria, não houve queima ou fumaça e a bateria ainda pôde ser usada normalmente., também as baterias de titanato de lítio têm uma ampla faixa de temperaturas ambientes.
Embora as baterias de titanato de lítio tenham as vantagens de longa vida, alta segurança e carregamento rápido, a densidade de energia das baterias de titanato de lítio não é alta o suficiente, apenas cerca de metade da das baterias de lítio.Portanto, eles se concentraram em cenários de aplicação que não exigem alta densidade energética, como ônibus, veículos especiais e usinas de armazenamento de energia.
Em termos de pesquisa, desenvolvimento e industrialização de baterias de armazenamento de energia, a bateria de íons de sódio desenvolvida pelo Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências iniciou o caminho para a comercialização.Em comparação com as baterias de chumbo-ácido, as baterias de íon de sódio não são apenas menores em tamanho, mas também muito mais leves para a mesma capacidade de armazenamento.O peso das baterias de íon de sódio do mesmo volume é inferior a 30% do peso das baterias de chumbo-ácido.Num carro turístico eléctrico de baixa velocidade, a quantidade de electricidade armazenada no mesmo espaço aumenta em 60%.
Em 2011, Hu Yongsheng, pesquisador do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências que também estudou com o acadêmico Chen Liquan, liderou uma equipe e começou a trabalhar na pesquisa e desenvolvimento da tecnologia de baterias de íons de sódio.Após 10 anos de pesquisa técnica, foi desenvolvida uma bateria de íon de sódio, que é a camada inferior da pesquisa e desenvolvimento de baterias de íon de sódio na China e no mundo.e os campos de aplicação de produtos estão em uma posição de liderança.
Em comparação com as baterias de íon de lítio, uma das maiores vantagens das baterias de íon de sódio é que as matérias-primas são amplamente distribuídas e baratas.A matéria-prima para a produção de materiais de eletrodos negativos é o carvão lavado.O preço por tonelada é inferior a mil yuans, muito inferior ao preço de dezenas de milhares de yuans por tonelada de grafite.Outro material, o carbonato de sódio, também é rico em recursos e barato.
As baterias de íon de sódio não são fáceis de queimar, têm boa segurança e podem funcionar a temperaturas negativas de 40 graus Celsius.No entanto, a densidade de energia não é tão boa quanto a das baterias de lítio.Atualmente, eles só podem ser usados em veículos elétricos de baixa velocidade, usinas de armazenamento de energia e outros campos que exigem baixa densidade energética.No entanto, o objetivo das baterias de íon de sódio é ser usado como equipamento de armazenamento de energia, e um sistema de usina de armazenamento de energia de 100 quilowatts-hora foi desenvolvido.
Em relação à direção futura do desenvolvimento de baterias de energia e baterias de armazenamento de energia, Chen Liquan, acadêmico da Academia Chinesa de Engenharia, acredita que a segurança e o custo ainda são os principais requisitos para a pesquisa técnica em baterias de energia e baterias de armazenamento de energia.No caso de escassez de energia tradicional, as baterias de armazenamento de energia podem promover a aplicação de energia renovável na rede, melhorar a contradição entre o consumo de energia de pico e de vale e formar uma estrutura energética verde e sustentável.
[Observação de meia hora] Superando os “pontos problemáticos” do desenvolvimento de novas energias
Nas recomendações do governo central sobre o “14º Plano Quinquenal”, as novas energias e os novos veículos energéticos, juntamente com a tecnologia da informação de nova geração, a biotecnologia, os equipamentos de ponta, os equipamentos aeroespaciais e marítimos, são listados como indústrias emergentes estratégicas que precisam ser acelerado.Ao mesmo tempo, foi salientado que é necessário construir um motor de crescimento para indústrias emergentes estratégicas e cultivar novas tecnologias, novos produtos, novos formatos de negócios e novos modelos.
No programa, vimos que as instituições de investigação científica e as empresas industriais estão a utilizar diferentes rotas técnicas para superar os “pontos problemáticos” do desenvolvimento de novas energias.Actualmente, embora o desenvolvimento da nova indústria energética do meu país tenha alcançado certas vantagens de ser pioneiro, ainda enfrenta deficiências de desenvolvimento e as tecnologias essenciais precisam de ser desenvolvidas.Estes esperam que pessoas corajosas subam com sabedoria e superem com persistência.
Horário da postagem: 23 de novembro de 2023