Desenvolvimento e análise do crescimento da bateria de estado sólido
No final de 2022 que acabou de passar, as notícias sobre baterias de estado sólido sucederam-se. Em 30 de dezembro, a empresa em causa declarou que a bateria semi-sólida entrou na fase de investigação e desenvolvimento de engenharia e será utilizada em veículos completos em 2025. A Farasis revelou que os produtos semi-sólidos foram produzidos e carregados em massa.
Índice
Os profissionais do sector salientaram que o panorama competitivo das baterias de nova geração, como as baterias de estado sólido, está longe de estar formado e que existem ainda novas oportunidades de desenvolvimento para vários intervenientes no mercado.
Vantagens das baterias de estado sólido
As baterias eléctricas passaram por mais de 100 anos de história, desde as primeiras baterias de chumbo-ácido, às baterias de níquel-hidreto metálico e depois às actuais baterias de lítio, das quais as baterias de lítio só foram desenvolvidas em grande escala há mais de dez anos.
Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da indústria de veículos de energia nova, a indústria tornou-se cada vez mais consciente dos limites das baterias tradicionais de lítio líquido. Por exemplo, o limite superior da densidade de energia é baixo, o que não pode erradicar a ansiedade de quilometragem dos consumidores; a qualidade geral da bateria é grande; o funcionamento a baixa temperatura não é suave, e há riscos de segurança em ambientes de alta temperatura, etc. Consequentemente, a voz das baterias de estado sólido está a tornar-se cada vez mais forte.
Do ponto de vista do princípio de funcionamento, as pilhas de estado sólido são essencialmente iguais às pilhas líquidas. A principal diferença entre as duas reside na forma do eletrólito. A bateria de lítio atual inclui principalmente quatro materiais principais, nomeadamente material catódico, material anódico, eletrólito e separador de baterias de lítio.
Como o eletrólito é líquido, chama-se bateria líquida, enquanto o eletrólito de uma bateria de estado sólido é sólido e o separador é omitido. A razão pela qual as baterias de estado sólido são consideradas uma das direcções das baterias da próxima geração é que, em teoria, evitam perfeitamente todos os pontos problemáticos das baterias líquidas.
Em primeiro lugar, as baterias de estado sólido têm uma maior densidade energética. Em segundo lugar, as baterias de estado sólido são mais seguras. Além disso, a bateria de estado sólido tem uma gama de temperaturas mais ampla e um ciclo de vida mais longo.
As baterias de estado sólido ainda precisam de mais investigação
As empresas relevantes estão a fazer movimentos frequentes no domínio das baterias eléctricas. Parece que a saída para as baterias de estado sólido está cada vez mais próxima. De facto, as baterias de estado sólido, especialmente as baterias de estado totalmente sólido, ainda não conseguem sair do laboratório nesta fase, e o caminho para a aplicação em grande escala é longo e difícil.
Para medir se uma bateria eléctrica pode ser produzida em massa, existem principalmente indicadores como a densidade energética, o desempenho da taxa de carga-descarga, o custo, a segurança e o ciclo de vida. Os resultados da investigação laboratorial sobre as baterias eléctricas podem, em geral, alcançar um grande avanço em um ou vários indicadores numa determinada fase, mas é extremamente difícil alcançar a produção em massa apenas se todos os indicadores forem cumpridos ao mesmo tempo.
No que diz respeito ao estado técnico atual das baterias de estado sólido, os especialistas afirmam que nenhuma empresa demonstrou ainda uma bateria de energia de estado sólido de grande capacidade com um desempenho abrangente e um custo comparável ao das baterias de lítio líquido. Quando é que as baterias de estado sólido sairão do laboratório? A indústria esforça-se por chegar o mais cedo possível à fase de aterragem.
A Toyota, que detém o maior número de patentes de tecnologia de baterias de estado sólido, tem adiado repetidamente o lançamento de baterias de estado sólido. Planeia alcançar uma produção em massa em pequena escala de baterias de estado sólido até 2025 e uma produção em massa estável de baterias de estado sólido até 2030. Com base nas declarações das principais empresas de automóveis e fabricantes de baterias, o tempo de produção em massa de baterias de estado sólido é basicamente por volta de 2030. Com o avanço da tecnologia no futuro, resta saber se as baterias de estado sólido poderão ser produzidas em massa o mais rapidamente possível.
O progresso da produção em massa de baterias de estado sólido é imprevisível, e as baterias semi-sólidas, como produto intermédio na transição das baterias líquidas para as baterias de estado sólido, estão a tornar-se o foco das empresas relevantes. É de notar que as baterias semi-sólidas não são inovações disruptivas. Mesmo que as baterias semi-sólidas sejam comercializadas em grande escala, não terão um grande impacto no atual sistema de materiais para baterias de lítio líquido.
A China precisa de acelerar o desenvolvimento de baterias de estado sólido
Embora a produção em massa e a aplicação de baterias de estado sólido seja difícil e demorada, como uma das direcções de investigação para as baterias da próxima geração, a cadeia industrial da China deve prestar atenção. De acordo com os requisitos relevantes, até 2025 e 2030, a densidade energética de uma única bateria de energia na China tem de atingir 400Wh/kg e 500Wh/kg, respetivamente, o que ultrapassa obviamente a capacidade das baterias líquidas.
Atualmente, a China tem vantagens competitivas óbvias nas baterias tradicionais de lítio líquido, e os fabricantes de baterias eléctricas liderados pela CATL e pela BYD ocupam uma posição de liderança a nível mundial. Nas actuais condições de concorrência da tecnologia de baterias de lítioA Europa, os Estados Unidos, o Japão e a Coreia do Sul aperceberam-se de que é difícil ultrapassar a China, pelo que depositam as suas esperanças na próxima geração de baterias, de modo a conseguir mudar de faixa e ultrapassar no domínio das baterias para veículos.
Desde 2017, o Japão tem mobilizado esforços nacionais para desenvolver baterias de próxima geração, e as baterias de estado sólido são uma das principais direcções. Os especialistas apontaram que, no campo das baterias de estado sólido, o Japão está cinco anos à frente da China. O Japão tem um grande plano nacional e a divisão do trabalho é também muito pormenorizada. A atual investigação e desenvolvimento de baterias de estado sólido na China ainda se encontra numa fase de fragmentação e não existe um plano nacional completo para a sua promoção.
Os especialistas do sector acreditam que a nova geração de baterias eléctricas, representada pelas baterias de estado sólido, é um importante campo de competição no futuro, e a China deve prestar-lhe a devida atenção. Naturalmente, as vantagens do Japão em matéria de I&D e patentes não significam necessariamente a vitória do Japão no domínio das baterias de estado sólido.
Por um lado, a atual investigação da China em matéria de baterias de estado sólido não fica atrás. Os profissionais salientaram que a China ocupou o primeiro lugar no mundo em termos de número de artigos relacionados com baterias de estado sólido publicados em revistas científicas mundiais. Por outro lado, embora o Japão esteja numa posição forte na investigação e desenvolvimento, considerando que a China tem o maior mercado mundial de veículos de energia nova, espera-se que a China ultrapasse a industrialização de baterias de estado sólido no futuro.
Olá Caros leitores, apresento-me com confiança como um autor com uma paixão fervorosa pela escrita e uma experiência substancial na indústria de troca de baterias. A minha formação académica inclui um bacharelato em Engenharia Eletrónica e, anteriormente, trabalhei como engenheiro de baterias numa empresa de baterias de renome, participando ativamente e liderando vários projectos de estações de troca de motociclos, desde a conceção à implementação operacional.
Ao longo dos anos, explorei ativamente e pesquisei extensivamente tecnologias de troca, modelos de negócio e tendências de mercado. Através da experiência prática, acumulei conhecimentos valiosos, contribuindo ativamente para vários aspectos do planeamento de estações, seleção de equipamento e gestão operacional.
Estou ansioso por partilhar os meus conhecimentos e experiências no domínio da troca de baterias. Acredito que os meus textos o ajudarão a compreender melhor esta indústria em rápida evolução e a fornecer informações valiosas para a sua tomada de decisões. Vamos embarcar numa viagem emocionante para explorarmos juntos o mundo da troca de pilhas!
Desenvolvimento e análise do crescimento da bateria de estado sólido
Os profissionais do sector salientaram que o panorama competitivo das baterias de nova geração, como as baterias de estado sólido, está longe de estar formado e que existem ainda novas oportunidades de desenvolvimento para vários intervenientes no mercado.
Vantagens das baterias de estado sólido
As baterias eléctricas passaram por mais de 100 anos de história, desde as primeiras baterias de chumbo-ácido, às baterias de níquel-hidreto metálico e depois às actuais baterias de lítio, das quais as baterias de lítio só foram desenvolvidas em grande escala há mais de dez anos.
Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da indústria de veículos de energia nova, a indústria tornou-se cada vez mais consciente dos limites das baterias tradicionais de lítio líquido. Por exemplo, o limite superior da densidade de energia é baixo, o que não pode erradicar a ansiedade de quilometragem dos consumidores; a qualidade geral da bateria é grande; o funcionamento a baixa temperatura não é suave, e há riscos de segurança em ambientes de alta temperatura, etc. Consequentemente, a voz das baterias de estado sólido está a tornar-se cada vez mais forte.
Do ponto de vista do princípio de funcionamento, as pilhas de estado sólido são essencialmente iguais às pilhas líquidas. A principal diferença entre as duas reside na forma do eletrólito. A bateria de lítio atual inclui principalmente quatro materiais principais, nomeadamente material catódico, material anódico, eletrólito e separador de baterias de lítio.
Como o eletrólito é líquido, chama-se bateria líquida, enquanto o eletrólito de uma bateria de estado sólido é sólido e o separador é omitido. A razão pela qual as baterias de estado sólido são consideradas uma das direcções das baterias da próxima geração é que, em teoria, evitam perfeitamente todos os pontos problemáticos das baterias líquidas.
Em primeiro lugar, as baterias de estado sólido têm uma maior densidade energética.
Em segundo lugar, as baterias de estado sólido são mais seguras.
Além disso, a bateria de estado sólido tem uma gama de temperaturas mais ampla e um ciclo de vida mais longo.
As baterias de estado sólido ainda precisam de mais investigação
As empresas relevantes estão a fazer movimentos frequentes no domínio das baterias eléctricas. Parece que a saída para as baterias de estado sólido está cada vez mais próxima. De facto, as baterias de estado sólido, especialmente as baterias de estado totalmente sólido, ainda não conseguem sair do laboratório nesta fase, e o caminho para a aplicação em grande escala é longo e difícil.
Para medir se uma bateria eléctrica pode ser produzida em massa, existem principalmente indicadores como a densidade energética, o desempenho da taxa de carga-descarga, o custo, a segurança e o ciclo de vida. Os resultados da investigação laboratorial sobre as baterias eléctricas podem, em geral, alcançar um grande avanço em um ou vários indicadores numa determinada fase, mas é extremamente difícil alcançar a produção em massa apenas se todos os indicadores forem cumpridos ao mesmo tempo.
No que diz respeito ao estado técnico atual das baterias de estado sólido, os especialistas afirmam que nenhuma empresa demonstrou ainda uma bateria de energia de estado sólido de grande capacidade com um desempenho abrangente e um custo comparável ao das baterias de lítio líquido. Quando é que as baterias de estado sólido sairão do laboratório? A indústria esforça-se por chegar o mais cedo possível à fase de aterragem.
A Toyota, que detém o maior número de patentes de tecnologia de baterias de estado sólido, tem adiado repetidamente o lançamento de baterias de estado sólido. Planeia alcançar uma produção em massa em pequena escala de baterias de estado sólido até 2025 e uma produção em massa estável de baterias de estado sólido até 2030. Com base nas declarações das principais empresas de automóveis e fabricantes de baterias, o tempo de produção em massa de baterias de estado sólido é basicamente por volta de 2030. Com o avanço da tecnologia no futuro, resta saber se as baterias de estado sólido poderão ser produzidas em massa o mais rapidamente possível.
O progresso da produção em massa de baterias de estado sólido é imprevisível, e as baterias semi-sólidas, como produto intermédio na transição das baterias líquidas para as baterias de estado sólido, estão a tornar-se o foco das empresas relevantes. É de notar que as baterias semi-sólidas não são inovações disruptivas. Mesmo que as baterias semi-sólidas sejam comercializadas em grande escala, não terão um grande impacto no atual sistema de materiais para baterias de lítio líquido.
A China precisa de acelerar o desenvolvimento de baterias de estado sólido
Embora a produção em massa e a aplicação de baterias de estado sólido seja difícil e demorada, como uma das direcções de investigação para as baterias da próxima geração, a cadeia industrial da China deve prestar atenção. De acordo com os requisitos relevantes, até 2025 e 2030, a densidade energética de uma única bateria de energia na China tem de atingir 400Wh/kg e 500Wh/kg, respetivamente, o que ultrapassa obviamente a capacidade das baterias líquidas.
Atualmente, a China tem vantagens competitivas óbvias nas baterias tradicionais de lítio líquido, e os fabricantes de baterias eléctricas liderados pela CATL e pela BYD ocupam uma posição de liderança a nível mundial. Nas actuais condições de concorrência da tecnologia de baterias de lítioA Europa, os Estados Unidos, o Japão e a Coreia do Sul aperceberam-se de que é difícil ultrapassar a China, pelo que depositam as suas esperanças na próxima geração de baterias, de modo a conseguir mudar de faixa e ultrapassar no domínio das baterias para veículos.
Desde 2017, o Japão tem mobilizado esforços nacionais para desenvolver baterias de próxima geração, e as baterias de estado sólido são uma das principais direcções. Os especialistas apontaram que, no campo das baterias de estado sólido, o Japão está cinco anos à frente da China. O Japão tem um grande plano nacional e a divisão do trabalho é também muito pormenorizada. A atual investigação e desenvolvimento de baterias de estado sólido na China ainda se encontra numa fase de fragmentação e não existe um plano nacional completo para a sua promoção.
Os especialistas do sector acreditam que a nova geração de baterias eléctricas, representada pelas baterias de estado sólido, é um importante campo de competição no futuro, e a China deve prestar-lhe a devida atenção. Naturalmente, as vantagens do Japão em matéria de I&D e patentes não significam necessariamente a vitória do Japão no domínio das baterias de estado sólido.
Por um lado, a atual investigação da China em matéria de baterias de estado sólido não fica atrás. Os profissionais salientaram que a China ocupou o primeiro lugar no mundo em termos de número de artigos relacionados com baterias de estado sólido publicados em revistas científicas mundiais. Por outro lado, embora o Japão esteja numa posição forte na investigação e desenvolvimento, considerando que a China tem o maior mercado mundial de veículos de energia nova, espera-se que a China ultrapasse a industrialização de baterias de estado sólido no futuro.
Para mais artigos relacionados, consultar Bateria de estado sólido Toyota, eletrólito de bateria de iões de lítio, células de combustível de hidrogénio.