Tijdens de periode van het “Dertiende Vijfjarenplan” zijn de Chinese productie en verkoop van nieuwe energievoertuigen snel gegroeid en staan ze al vijf opeenvolgende jaren op de eerste plaats ter wereld.Verwacht wordt dat het aantal nieuwe energievoertuigen eind dit jaar de 5 miljoen zal overschrijden.Tegelijkertijd blijft er goed nieuws uit China komen op het gebied van de kerntechnologie van nieuwe energiebatterijen.De 80-jarige Chen Liquan, de eerste persoon in de Chinese lithiumbatterij-industrie, leidde zijn team bij het ontwikkelen van nieuwe batterijmaterialen.
Er wordt een nieuwe nano-silicium-lithiumbatterij uitgebracht, met een capaciteit die vijf keer zo groot is als die van de traditionele lithiumbatterij
Chen Liquan, een 80-jarige academicus van de Chinese Academy of Engineering, is de grondlegger van de Chinese lithiumbatterij-industrie.In de jaren tachtig namen Chen Liquan en zijn team het voortouw bij het uitvoeren van onderzoek naar vaste elektrolyten en secundaire lithiumbatterijen in China.In 1996 leidde hij een wetenschappelijk onderzoeksteam om voor het eerst in China lithium-ionbatterijen te ontwikkelen, nam hij het voortouw bij het oplossen van de wetenschappelijke, technologische en technische problemen van de grootschalige productie van binnenlandse lithium-ionbatterijen, en realiseerde hij de industrialisatie van huishoudelijke lithium-ionbatterijen.
In Liyang, Jiangsu, leidde Li Hong, een beschermeling van academicus Chen Liquan, zijn team naar een doorbraak in een belangrijke grondstof voor lithiumbatterijen na meer dan twintig jaar technisch onderzoek en massaproductie in 2017.
Nano-silicium anodemateriaal is een nieuw materiaal dat onafhankelijk door hen is ontwikkeld.De capaciteit van de knoopbatterijen die ervan worden gemaakt, is vijf keer zo groot als die van traditionele grafiet-lithiumbatterijen.
Luo Fei, algemeen directeur van Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd.
Silicium komt wijdverbreid voor in de natuur en is overvloedig aanwezig in reserves.Het hoofdbestanddeel van zand is silica.Maar om metallisch silicium tot siliciumanodemateriaal te maken, is een speciale verwerking vereist.In het laboratorium is het niet moeilijk om een dergelijke verwerking te voltooien, maar het maken van siliciumanodematerialen op tonniveau vereist veel technisch onderzoek en experimenten.
Het Institute of Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen doet sinds 1996 onderzoek naar nano-silicium en is in 2012 begonnen met de bouw van een productielijn voor siliciumanodemateriaal. Pas in 2017 werd de eerste productielijn gebouwd, en deze is voortdurend aangepast en herzien.Na duizenden mislukkingen werden siliciumanodematerialen in massa geproduceerd.Momenteel kan de jaarlijkse productie van siliciumanodematerialen voor lithium-ionbatterijen in de fabriek in Liyang 2.000 ton bereiken.
Als siliciumanodematerialen een goede keuze zijn om de energiedichtheid van lithiumbatterijen in de toekomst te verbeteren, dan is solid-state batterijtechnologie een erkende en effectieve oplossing om huidige problemen zoals de veiligheid en levensduur van lithiumbatterijen op te lossen.Momenteel zijn veel landen actief bezig met de ontwikkeling van solid-state batterijen, en het Chinese onderzoek en de ontwikkeling van solid-state lithiumbatterijtechnologie houdt ook gelijke tred met de wereld.
In deze fabriek in Liyang hebben drones die gebruik maken van solid-state lithiumbatterijen, ontwikkeld door een team onder leiding van professor Li Hong, een bereik dat 20% groter is dan dat van drones met dezelfde specificaties.Het geheim schuilt in dit donkerbruine materiaal, het vaste-stof kathodemateriaal dat is ontwikkeld door het Institute of Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen.
In 2018 werd hier het ontwerp en de ontwikkeling van een solid-state batterijsysteem van 300 Wh/kg voltooid.Wanneer het op een voertuig wordt geïnstalleerd, kan het de actieradius van het voertuig verdubbelen.In 2019 heeft de Chinese Academie van Wetenschappen een proefproductielijn voor solid-state batterijen opgezet in Liyang, Jiangsu.In mei van dit jaar worden producten gebruikt in consumentenelektronica.
Li Hong vertelde verslaggevers echter dat dit niet in de volledige zin een volledig solid-state batterij is, maar een quasi-solid-state batterij die voortdurend wordt geoptimaliseerd in de technologie van vloeibare lithiumbatterijen.Als je ervoor wilt zorgen dat auto's een groter bereik hebben, hebben mobiele telefoons een langere standby-tijd, en dat kan niemand. Om vliegtuigen hoger en verder te laten vliegen, is het noodzakelijk om veiligere, volledig solid-state batterijen met een grotere capaciteit te ontwikkelen.
Nieuwe batterijen komen de een na de ander tevoorschijn en ‘Electric China’ is in aanbouw
Niet alleen het Institute of Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen, veel bedrijven onderzoeken ook nieuwe technologieën en materialen voor nieuwe energiebatterijen.Bij een nieuw energiebedrijf in Zhuhai, Guangdong, wordt een puur elektrische bus opgeladen in de oplaaddemonstratieruimte van het bedrijf.
Na ruim drie minuten opladen steeg het resterende vermogen van 33% naar ruim 60%.In slechts 8 minuten was de bus volledig opgeladen: 99%.
Liang Gong vertelde verslaggevers dat de stadsbusroutes vast zijn en dat de kilometerstand voor een retourrit niet meer dan 100 kilometer zal bedragen.Opladen tijdens de rusttijd van de buschauffeur kan de voordelen van het snel opladen van lithiumtitanaatbatterijen ten volle benutten.Bovendien hebben lithiumtitanaatbatterijen cyclustijden.Voordelen van een lange levensduur.
In het batterijonderzoeksinstituut van dit bedrijf bevindt zich een lithiumtitanaatbatterij die sinds 2014 laad- en ontlaadcyclustests ondergaat. In zes jaar tijd is hij meer dan 30.000 keer opgeladen en ontladen.
In een ander laboratorium demonstreerden technici aan verslaggevers de val-, naaldprik- en snijtests van lithiumtitanaatbatterijen.Vooral nadat de stalen naald de batterij was binnengedrongen, was er geen verbranding of rook en kon de batterij nog steeds normaal worden gebruikt.Ook lithiumtitanaatbatterijen hebben een breed scala aan omgevingstemperaturen.
Hoewel lithiumtitanaatbatterijen de voordelen hebben van een lange levensduur, hoge veiligheid en snel opladen, is de energiedichtheid van lithiumtitanaatbatterijen niet hoog genoeg, slechts ongeveer de helft van die van lithiumbatterijen.Daarom hebben ze zich gericht op toepassingsscenario's die geen hoge energiedichtheid vereisen, zoals bussen, speciale voertuigen en energieopslagcentrales.
Op het gebied van onderzoek, ontwikkeling en industrialisatie van energieopslagbatterijen is de natriumionbatterij, ontwikkeld door het Institute of Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen, de weg naar commercialisering begonnen.Vergeleken met loodzuurbatterijen zijn natriumionbatterijen niet alleen kleiner van formaat, maar ook veel lichter van gewicht bij dezelfde opslagcapaciteit.Het gewicht van natriumionbatterijen met hetzelfde volume is minder dan 30% van dat van loodzuurbatterijen.Op een elektrische sightseeing-auto met lage snelheid neemt de hoeveelheid elektriciteit die in dezelfde ruimte is opgeslagen met 60% toe.
In 2011 leidde Hu Yongsheng, een onderzoeker aan het Institute of Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen die ook studeerde bij academicus Chen Liquan, een team en begon te werken aan het onderzoek en de ontwikkeling van natrium-ionbatterijtechnologie.Na 10 jaar technisch onderzoek werd een natrium-ionbatterij ontwikkeld, die de onderste laag vormt van het onderzoek en de ontwikkeling van natrium-ionbatterijen in China en de wereld.en producttoepassingsvelden bevinden zich in een leidende positie.
Vergeleken met lithium-ionbatterijen is een van de grootste voordelen van natrium-ionbatterijen dat grondstoffen wijd verspreid en goedkoop zijn.De grondstof voor de productie van negatieve elektrodematerialen is gewassen steenkool.De prijs per ton bedraagt minder dan duizend yuan, wat veel lager is dan de prijs van tienduizenden yuan per ton grafiet.Een ander materiaal, natriumcarbonaat, is ook rijk aan hulpbronnen en goedkoop.
Natriumionbatterijen zijn niet gemakkelijk te verbranden, hebben een goede veiligheid en kunnen werken bij min 40 graden Celsius.De energiedichtheid is echter niet zo goed als die van lithiumbatterijen.Momenteel kunnen ze alleen worden gebruikt in elektrische voertuigen met lage snelheid, energieopslagcentrales en andere velden die een lage energiedichtheid vereisen.Het doel van natriumionbatterijen is echter om te worden gebruikt als apparatuur voor energieopslag, en er is een energiecentralesysteem met een capaciteit van 100 kilowattuur ontwikkeld.
Met betrekking tot de toekomstige ontwikkelingsrichting van stroombatterijen en energieopslagbatterijen is Chen Liquan, een academicus van de Chinese Academy of Engineering, van mening dat veiligheid en kosten nog steeds de kernvereisten zijn voor technisch onderzoek naar stroombatterijen en energieopslagbatterijen.In het geval van een tekort aan traditionele energie kunnen energieopslagbatterijen de toepassing van hernieuwbare energie op het elektriciteitsnet bevorderen, de tegenstelling tussen piek- en dalstroomverbruik verbeteren en een groene en duurzame energiestructuur vormen.
[Halfuur durende observatie] Het overwinnen van de “pijnpunten” van de ontwikkeling van nieuwe energie
In de aanbevelingen van de centrale overheid over het “14e Vijfjarenplan” worden nieuwe energie en nieuwe energievoertuigen, samen met de nieuwe generatie informatietechnologie, biotechnologie, hoogwaardige apparatuur, ruimtevaart- en maritieme uitrusting, vermeld als strategische opkomende industrieën die behoefte hebben aan versneld te worden.Tegelijkertijd werd erop gewezen dat het noodzakelijk is een groeimotor op te bouwen voor strategische opkomende industrieën en nieuwe technologieën, nieuwe producten, nieuwe bedrijfsformaten en nieuwe modellen te cultiveren.
In het programma zagen we dat wetenschappelijke onderzoeksinstellingen en industriële bedrijven verschillende technische routes gebruiken om de ‘pijnpunten’ van de ontwikkeling van nieuwe energie te overwinnen.Hoewel de ontwikkeling van de nieuwe energie-industrie in mijn land op dit moment bepaalde pioniersvoordelen heeft opgeleverd, kampt deze nog steeds met ontwikkelingstekorten en moeten kerntechnologieën worden doorbroken.Deze wachten op dappere mensen die met wijsheid omhoog klimmen en overwinnen met volharding.
Posttijd: 23 november 2023