Vahemikud 1200 km! Uus energiaga sõidukite tootja toob 2025. aastal turule järgmised-põlv-tahkeolekuakud, mis on saadaval masstootmises-

2025. aasta oktoobris tutvustasid riigi juhtivad uue energiaga autotootjad tehnoloogiakonverentsil ametlikult uue põlvkonna tahkisakude väljatöötamist. Akusüsteem järgib sulfiidelektrolüüdi marsruuti ja selle energiatihedus on 420 Wh/kg. Akutoitega keskmise suurusega sedaani kombineeritud sõiduulatus on üle 1200 kilomeetri ning tootja lipulaeva mudeli masstootmine ja paigaldamine on kavas 2025. aasta neljandas kvartalis. Uudised saatsid tööstust läbi lööklainete ning läbimurret peetakse toiteelementide tööstuse võtmemärgiks. "Kindel{9}}lähenemine vedelate akude ajastule on energia tiheduse aeg". 350 Wh/kg ülempiir.
I. TEHNOLOOGIA TUUM: 1200 km pikkuse läbimurde loogika
Tahkisakude uue põlvkonna{0}}peamised eelised tulenevad uuendustest kolmes võtmetehnoloogias, mille jõudlusnäitajad ületavad oluliselt tavaliste vedelakude näitajaid:
(1) Sulfiidelektrolüütide kaks läbimurret.
Aku kasutab sulfiidseid tahkeid elektrolüüte, mis on ise välja töötatud, et lahendada vastuolu ioonjuhtivuse ja traditsioonilise elektrolüüdi stabiilsuse vahel. Tootja tehnilise direktori sõnul on elektrolüüdi ioonjuhtivus ruumitemperatuuril 1,2 × 10–2S/cm, mis on rohkem kui kolm korda suurem kui traditsioonilistel vedelatel elektrolüütidel. Samal ajal vähendab nano-komposiitmodifikatsiooni tehnoloogia liidese impedantsi 60%. Läbimurre võimaldab akul säilitada võimsust 85% võimsusest isegi miinus 20 kraadi Celsiuse järgi, lahendades Põhja-Hiina kasutajate jaoks talvise ulatuse nõrgenemise valupunkti.
(2) Komposiitkatoodmaterjalid suurendavad energiatihedust.
Aku positiivne elektrood koosnes liitiumi{0}}rikaste mangaani-põhiste materjalide komposiitsüsteemist ja gradientstruktuur konstrueeriti aatomkihtsadestamise tehnoloogia abil, suurendades suhet 280 mAh/g-ni. Süsteem kombineeriti räni-süsinikkomposiitanoodiga (võimsusega 1800 mAh/g) ja liitiummetallkatte tehnoloogiaga, et saavutada energiatihedus 420 Wh/kg. See on tunduvalt suurem kui 350 Wh/kg tahkis{10}}akude kohta, mida Zhong Ji praegu masstootmises{11}}on, ja rohkem, kui Dongfeng Motor on varem teatanud.
(3) Ohutus Projekteerimine, rekonstrueerimine ja kaitsesüsteem.
Tänu tahke elektrolüüdi mittesüttivusele{0}} kõrvaldab aku vedelad elektrolüüdid täielikult, välistades sisuliselt soojuskao ohu. Konverentsipaigas läbi viidud küünte läbitungimise testid näitasid, et rakud ei tekitanud pärast terasnaelale löömist lahtist tuld ega suitsu ning maksimaalne pinnatemperatuur oli vaid 52 kraadi. Lisaks on akupaketil kärgstruktuuriga puhverstruktuur, mis on riiklikust standardist kolm korda tugevam ja jääb puutumatuks ka pärast 10-meetrise kukkumistesti läbimist.
ii. Masstootmise edusammud: 2025. aasta teostatavuse analüüs
Seoses 2025. aasta masstootmise ajakavaga avalikustasid tootjad põhjaliku plaani, mis hõlmab tehnoloogia kontrollimist ja suutlikkuse suurendamist, aga ka tööstuse ahela tugisüsteeme.
(1) Piloottootmisliini andmestikud on masstootmise aluseks.
Praegu on aku läbinud enam kui 5000 tsüklitesti tootja iseehitatud-2 GWh piloottootmisliinil, saavutades rohkem kui 3000 tsükli kestust (vastab enam kui 600 000 km sõiduulatusega), mille sumbumismäär on alla 20%. Kiirlaadimise testid näitavad, et 4C juures saab laadida kuni 80% 12 minutiga ning energiatõhusus on lähedane bensiiniauto omale. Need näitajad vastavad sõidukiakude masstootmise nõuetele.
(2) Kitsaskohtade katkestamine tarneahela paigutuse alguses.
Tahkispatareide{0}}masstootmise väljakutsele vastamiseks teevad tootjad koostööd ettevõtetega, nagu BTR ja Enjie, et luua eksklusiivne tarneahel. Nende hulgas on BTR-i pakutavad 3D poorsed liitium-süsinikkomposiidid suunatud liitiumdendriidi kasvu kasvule, samas kui uus sulfiidelektrolüütide tootmisliin Enjie tütarettevõte suudab toota 1000 tonni aastas, tagades tuumamaterjalide tarnimise. Tootja sõnul on praegu kontrollitud ühe aku maksumus 1,8 mWh. Kuigi see on kõrgem kui vedelate akude 0,5–0,55 jüaani, on see 2024. aastaga võrreldes 40% väiksem.
(3) Tootmisliini ehitus läheb lõpuspurti.
Changjiang River Delta Smart Manufacturing Industrial Parki toetava 8 GWh tahkis{1}}akude tootmisbaasi ehitamine on alanud, kasutades täielikult automatiseeritud integreeritud mähis- ja pakkimisseadmeid. Seadmete kasutuselevõtt peaks lõpule jõudma 2025. aasta teises kvartalis. Ettevõte plaanib esialgseks tootmisvõimsuseks 10 000 ühikut kuus, seades esikohale lipulaevade mudelid, kusjuures 2026. aastaks tõuseb toodang kuni 30 GWh-ni, et katta keskmise ja kõrgetasemelised tootmisliinid.
III. Tööstuse lööklained: tehnoloogiliste läbimurrete lainetusefektid
Tehniline teadaanne mitte ainult ei kujunda ümber NEV-tootjate konkurentsimaastikku, vaid sellel oli ka kaugele{0}}ulatuv mõju kogu uuele energiatööstuse ahelale:
(1) Autotootjad seisavad silmitsi suurenenud konkurentsiga pooljuhtakude osas.
Changan Automobile oli varem teatanud plaanist toota ja paigaldada 400 Wh/kg tahkis-akusid (läbisõiduga 1500 km) 2026. aastal, samas kui Geely kavatseb 2026. aastal samalaadset toodet masstootma hakata. Rahvusvahelisel turul on Toyota ja Samsung SDI määranud tootmiskuupäevad aastaks 2027 ka 2027. aastaks.{0}0}2 analüütikud2 ütlevad{0}0}2. on kriitiline aken tahkis{9}}akude ja pardarakenduste masstootmisel ning tehnoloogiate valik määrab autotootjate konkurentsivõime järgmisel kümnendil.
(2) Laadimisinfrastruktuuril on probleeme rekonstrueerimisega.
Sõiduulatus 1200 km tähendab, et kasutajad peavad laadima vaid üks või kaks korda kuus, võrreldes praeguse 2-3 korraga nädalas. Hiina EV100 küsitluse kohaselt, kui tahkisoleku-hõlbus ulatub 2030. aastaks 30% protsendini, väheneb riigi nõudlus ülikiirelaadimisjaamade järele 25% 25%. Vastuseks on National Grid käivitanud "integreeritud fotogalvaanilise energiasalvestuse ja lülitussüsteemi" elektrijaama renoveerimise ning ehitanud Jangtse jõe delta piirkonnas tahkisakude ülikiire laadimiskuhja.
(3) Vaidlus tehnilise marsruudi üle jätkub.
Hoolimata masstootmise selgest ajakavast, on tööstus tehnoloogia küpsuse osas endiselt jagatud. Hiina autotööstuse assotsiatsiooni juht Zeng Yuqun on varem öelnud, et enamik praeguseid "tahke{1}}akusid" on tegelikult pool-tahketooted ja kõigi -tahke-akude masstootmiseks{6}} kulub kaheksa kuni kümme aastat. Lahtivõtmise analüüs näitas, et tootja avaldatud aku sisaldab endiselt 5% vedelat elektrolüüti kvaasi-tahke{10}}kategoorias, kuid tegi läbimurde elektrolüüdi tuuma jõudluses.
IV. SISSEJUHATUS Tuleviku väljakutsed: kolm takistust masstootmise juurutamisel
Optimismi taga seisavad tahkisakude-mahukad rakendused
(1) Kulude juhtimine jääb põhiraskuseks
Praeguse 1,8 kWh hinna juures maksab 80 kWh aku umbes 144 000 dollarit ehk üle 40% tavamudelite hinnast. Tootjate sõnul langevad kulud lokaliseeritud materjalitootmise (praegu 70% sulfiidelektrolüütidest imporditakse) ja suurenenud tootmisvõimsuse tõttu 2027. aastaks eeldatavasti 1 dollarile vatt{8}}tunni kohta, mis on lähedal vedelate akude maksumusele.
(2) Standardsüsteemid vajavad kiiresti täiustamist
Praegu puudub tahkisakude jaoks ühtne standard{0}}tsüklilise eluea katsemeetodite või ohutuse hindamise kriteeriumide osas. Hiina Autotootjate Liit on teinud koostööd 12 autotootja ja 20 akuettevõttega, et moodustada standardite töörühm. Ta kavatseb 2025. aastal välja anda sõidukite pooljuhtakude tehnilised spetsifikatsioonid, milles määratakse kindlaks peamised näitajad, nagu energiatihedus ja ohutus.
(3) Ringlussevõtusüsteemid peavad lüngad täitma.
Tahkisaku liitiummetalli anoodid ja sulfiidelektrolüüdid ei sobi traditsiooniliste akude ringlussevõtu protsesside jaoks ja puuduvad küpsed ringlussevõtutehnoloogiad. Ettevõte on teinud koostööd GEM-iga, et töötada välja "sihipärase liitiumi ekstraheerimise" ringlussevõtu protsess, mille eesmärk on taastada üle 95% liitiumi- ja nikliressurssidest, kusjuures esimene näidisliin peaks valmima 2026. aastal.
Otsus: tahkispatareid avavad energiarevolutsioonis uue peatüki
Laboritest -masstoodetud autodeni – 1200 kilomeetrise sõiduulatusega tahkis-aku läbimurre tähistab NEV-tööstuse „post-vedelate akude ajastu ametlikku algust. Nagu märgib Hiina EV100 järgmine akupatareide paigaldaja Zhang Yongwei. 2-3 aastat, tööstuse ümberkujundamine. Kuigi sellised väljakutsed nagu kulud ja standardid püsivad, on tehnoloogiliste iteratsioonide laine 2025. aastal{13}}tõenäoliselt suur pöördepunkt uute energiasäästlike sõidukite jaoks.