Lityum metal piller, pil endüstrisi için önümüzdeki 30 yıl
"Ignoring environmental issues is betraying the next generation." This was Obama's final advice in his farewell speech.
2008'de Obama, iklim değişikliğiyle mücadele için bir dizi taahhütle Beyaz Saray'a girdi: Orta Doğu petrolüne bağımlılıktan kurtulmak ve güçlü bir şekilde temiz enerji geliştirmek. O zamandan beri Amerika Birleşik Devletleri temiz enerjinin hızlı gelişimi için yola çıktı.
Amerikan kolejlerinde ve üniversitelerinde temiz enerji de sıcak bir araştırma konusu haline geldi. O sırada Harvard Üniversitesi'nde uygulamalı fizik alanında doktora yapmakta olan Hu Qichao, pil teknolojisinin uygulanmasına odaklandı.
Kendini teknolojiyi hayata uygulamaya adamış Hu Qichao, araştırma sonuçlarının rafa kaldırılmasını istemiyor. Temel araştırmaya odaklanan iki genç profesöre veda ettikten sonra, Hu Qichao sonunda üçüncü profesörün rehberliğinde lityum metal piller üzerine uygulamalı araştırmasına başladı ve bu da gelecekteki gelişim için sağlam bir temel oluşturdu.
2012 yılında, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en büyük lityum-iyon pil üreticisi olan A123, iflasını ilan etti. Bu pil şirketi, Amerikan akademik çevresinin pil teknolojisinin iniş olasılığını görmesine izin vermek için kolejlerden ve üniversitelerden ortaya çıktı, ancak iflası aynı zamanda gelecekteki gelişim üzerinde bir katman oluşturuyor. gölge.
"Surfing the small waves is about how you behave when everything is going well, while surfing the big waves is about how you behave when everything is not going well." At that time, Hu Qichao stood on the cusp of the storm and founded SolidEnergySystems Massachusetts Solid Energy Company with full of enthusiasm , which is today's SES, opened his own "lithium metal battery" road.
Bu yılın temmuz ayında SES, ünlü Ivanhoe Capital satın alma şirketi ile resmi birleşmeyi duyurdu. SES'in bu yılın sonuna kadar New York Menkul Kıymetler Borsası'nda SPAC olarak listelenmesi bekleniyor. Birleştirilmiş tüzel kişilik şirketi, güç lityum-iyon piller için dünyada listelenen birkaç şirketten biri olacak ve dünyada piyasada işlem gören ilk lityum metal pil tedarikçisi olacak.
On November 4th, SES held its first SESBatteryWorld event and announced the Apollo lithium metal battery with a capacity of 107Ah, which is currently the world's largest lithium metal battery with a single capacity. At the same time, SES also announced that it is building a super factory in Jiading, Shanghai.
Yiou Automobile'e göre, Apollo pili 107Ah'ye kadar kapasiteye sahip, yalnızca 0,982Kg ağırlığında ve 417Wh/kg ve 935Wh/L enerji yoğunluğuna sahip. Oda sıcaklığında 10 saat, 3 saat ve 1 saatlik deşarj testlerinin ardından Apollo pilleri yüksek performans gösterdi. kapasite ve enerji yoğunluğu.
Meanwhile, SES' Shanghai Gigafactory is scheduled to be completed in 2023, with a total area of 30,000 square meters. The super factory is located in Shanghai Jiading International Automobile City. After completion, the output will reach 1GWh, which will be the world's largest lithium metal battery factory.
Lityum metal piller, pil endüstrisi için önümüzdeki 30 yıl
Son 150 yılda pil endüstrisinde 5 teknolojik devrim yaşandı: 1870'de kurşun-asit piller, 1900'de nikel-kadmiyum piller, 1930'da alkalin piller, nikel- 1960'ta hidrojen piller ve 1990'da lityum-iyon piller. Hu Qichao, 2020'de pil endüstrisinin lityum-iyon pillerin ötesinde yeni bir devrim başlatacağını söyledi. Bu sefer baş karakter, lityum metal (Li-Metal) pildir.
Lityum-iyon sistemleriyle karşılaştırıldığında, negatif elektrot olarak lityum metal kullanan katı-hal piller daha iyi performans, güvenlik, geri dönüştürülebilirlik ve daha düşük maliyete sahiptir. Ancak, malzeme ve süreçlerdeki sınırlamalar nedeniyle, tüm-katı-lityum metal piller, Nanke'nin yalnızca bir hayalidir.
SES'in kuruluşunun başlangıcında, Hu Qichao, tüm-katı-lityum metal piller alanında uzmanlaşmıştır. Taşları hissederek ve yol boyunca tökezleyerek nehri geçerek, sonunda lityum-iyon piller ve tüm-katı-lityum metal piller{{5 arasında uygun bir pil optimizasyonu yolu buldu. }}hibrit lityum metal piller, yani pozitif elektrot malzemesinin yüzde 60'ı ve lityum-iyon piller tamamen benzer şekilde, negatif elektrotun yüzde 40'ı lityum metal ve özel elektrolit malzemeleri kullanır.
The improvement of energy density and the reduction of production costs are the optimal path for power lithium-ion batteries and the core competitiveness of battery suppliers. Compared with traditional lithium-ion batteries, SES's hybrid lithium-metal battery has faster charging speed, higher energy density, lower cost and safer material itself with the same output and the same cathode material.
As a developer and manufacturer of high-performance rechargeable hybrid lithium metal batteries for electric vehicles, SES's products have gone out of the laboratory and started product verification with some car companies. At present, SES has signed a joint development agreement with GM and Hyundai Motor to conduct sample research and development. It is expected to be officially installed on the road in 2025.
"Replacing lithium-ion batteries with hybrid lithium metal batteries will not be a one-step process, but a gradual replacement." Power lithium-ion batteries will move towards lithium metal batteries in the future, and SES has opened up a new path for global car companies and the power lithium-ion battery industry. A door to a new world.
'Digital twin' is a new way to keep batteries safe
21 Nisan 2019'da, Şanghay, Xuhui'deki yeraltı garajında bir Tesla Model S kendiliğinden tutuştu; aynı yılın 16 Mayıs'ında, Şanghay, Jiading'deki yeraltı garajında bir Weilai ES8 kendiliğinden tutuştu; 27 Haziran'da NIO, pil sorunları nedeniyle 500 milyon yuan maliyetle 4.803 ES8'i geri çağırdığını duyurdu.
Battery safety has become a dread in the hearts of electric vehicle users, just like the blind box, no one wants to be the "hidden model" to be drawn.
Automakers also don't want to incur huge recall costs for battery safety.
Pil güvenliğini izlemek için yapay zeka algoritmalarının kullanımı giderek bir trend haline geliyor. Şu anda Tesla, Weilai ve diğer otomobil şirketleri pil yönetimi yapıyor, ancak yalnızca pil kullanıma girdikten sonra izlemeye başlıyorlar.
More stringent data monitoring in the battery development process will be the "sweet pastry" in the battery field in the future. Hu Qichao believes that the current market for battery safety monitoring software development is still at an early stage, and will usher in great development in the next 3-5 years.
Based on this kind of thinking, Hu Qichao also made a big fuss about battery safety monitoring, taking the development of battery safety monitoring software as another core business of SES. Hu Qichao admitted that compared with all-solid-state batteries, lithium metal batteries still cannot achieve absolute safety, but this defect can be solved by predicting potential safety hazards through SES's artificial intelligence-based battery safety algorithm.
The battery safety "digital twin" proposed by SES monitors the battery parameters 24 hours a day from the production line, quality management to boarding, so as to accurately understand the battery health status, predict safety accidents in advance, and prevent problems before they occur.
Dört-yer düzeni, üç-bacaklı paralel
Ağustos 2018'de Massachusetts Goneng Shanghai Company kuruldu.
Pillerin geliştirilmesi üç aşamaya ayrılır: malzeme geliştirme, pillerin endüstriyel gelişimi ve pil üretimi. Hu Qichao, Amerika Birleşik Devletleri'nin malzeme araştırma ve geliştirmede daha fazla kaynağa sahip olmasına rağmen, ülkemin pil hücresi geliştirmede daha eksiksiz bir endüstriyel zincir desteğine sahip olduğunu ortaya koydu. Pillerin üretimi, deponun konumuna göre düzenlenecektir.
SES'in şu anda dört şehirde kilit ofisleri var: Boston, Şanghay, Singapur ve Seul.
Bunlar arasında Singapur, Control Investment'ın merkezidir; Boston tesisi esas olarak GM ile kimyasal, malzeme ve algoritma araştırma ve geliştirmeye ve ayrıca bir pilot tesise odaklanan işbirliğinden sorumludur; ve Şanghay'daki Jiading tesisi, gelecekteki üretim görevlerinin, sorumluluklarının ve görevlerinin en önemli noktasıdır. En karmaşık -, hem üretim süreci geliştirme hem de pil, modül ve BMS RD departmanları ve büyük pilot tesislerdir.
İş açısından, SES aynı anda üç paralel geliştirme yönünü destekleyecek: Yeni bir malzeme geliştirme platformu olan Hermes, bir otomotiv- sınıfı büyük hücreli üretim süreci geliştirme yeteneği olan Apollo ve pili izlemek için bir yapay zeka güvenlik yazılımı olan Avatar sağlık. Seri-üretilen yeni-nesil güç lityum-iyon pil teknolojisini sektöre kazandırıyor.
Aşağıdakiler, Yiou Auto tarafından Hu Qichao ile yapılan özel röportajdan alıntılardır:
(1) Yiou Automobile: Fizik araştırmasıyla uğraştınız, pil teknolojisinin araştırma ve geliştirmesiyle iletişim kurmaya başlama fırsatınız nedir?
Hu Qizhao: 2008 yılında, Obama göreve geldiğinde, uygulamalı fizik alanında doktora için çalışmaya başladığımda, Amerika Birleşik Devletleri temiz enerjinin inşasını şiddetle desteklemeye başladı, bu yüzden kendimi temiz enerji teknolojisi araştırmalarına adamaya karar verdim. pratik uygulama değeri. Pil teknolojisi dikkatimi çekti.
My academic career was full of ups and downs. In the first year of my Ph.D., I followed two young professors to conduct basic research on solar cells, but the topic that was too far from reality made me confused, and I was "fired" twice. Until I met my third professor, with his support, I began to pay more attention to practical applied research, which also laid a good knowledge and technical foundation for my subsequent entrepreneurship.
(2) Yiou Automobile: SES'in iş düzeni nedir?
Hu Qichao: İş düzeniyle ilgili olarak, iki eğilimi fark ettik: birincisi, lityum metal piller yavaş yavaş lityum iyon pillerin yerini alacak ve yeni bir pil malzemesi seçimi olacak; ikincisi, AI teknolojisi, pil tedarikçilerinin pil güvenliğini daha sıkı izlemelerine yardımcı olacaktır.
Buna dayanarak, SES'in ana işini üç bölüme ayırıyoruz: lityum metal malzemelerin geliştirilmesi, elektrotların ve hücrelerin üretimi ve pil güvenliği izleme yazılımının geliştirilmesi.
Ayrıca, teknoloji geliştirmemizin çoğu Amerika Birleşik Devletleri kaynaklı olsa da, küresel bir bakış açısıyla, ülkem ve Güney Kore daha eksiksiz pil endüstrisi zincir desteğine sahiptir. Bu nedenle, malzeme geliştirme işini Boston'a koyduk ve pil ürün geliştirme esas olarak Şanghay'da. ve Güney Kore ve dünyanın diğer ülkelerindeki Amerikan müşterilerinin ve müşterilerinin ihtiyaçlarına yönelik ürünler geliştirmek için Boston ve Şanghay'da iki RD merkezi kurdu.
Genel olarak, hem benim ülkem hem de Amerika Birleşik Devletleri, gelecekteki şirket gelişimimiz için temel bölgeler olacaktır.
(3) Yiou Automobile: Uçan arabalar, pil değiştirme teknolojisi gibi geleceğin ulaşımının pil üretimi üzerinde nasıl bir etkisi olacağını düşünüyorsunuz?
Hu Qichao: Piller söz konusu olduğunda, arabanın uçup uçmaması bir şeydir, ancak pil güvenlik verilerinin izlenmesiyle ilgili olarak, uçan arabalar gelecekte büyük değişiklikler getirecektir. Pil değiştirme modundaki pil şarjı, pilin güvenliğini daha iyi sağlayabilecek şekilde daha kontrol edilebilir bir ortamda gerçekleştirileceğinden, pil değiştirme modu pil tedarikçileri tarafından şarj modu ile karşılaştırıldığında daha fazla tercih edilecektir. Modelin gelişimi aynı zamanda pazarın gelişimine ve seçimine de bağlıdır.
