신에너지 자동차를 지지하는 데 있어 도요타는 올해 솔리드 배터리를 발표할 예정이지만 솔리드 배터리를 장착한 원형차는 2022 년까지만 출시할 수 있으며 도요타의 계획에 따르면 양산 시간은 2025 년경이다. 솔리드 스테이트 배터리 분야에서 도요타는 전 세계적으로 인정받는 선두주자입니다. 공개 자료에 따르면 도요타는 현재 65,438+0,000 건이 넘는 솔리드 스테이트 배터리 관련 특허를 보유하고 있다.
사실, 우리가 현재 사용하고 있는 액체 리튬 배터리에 비해, 자동차 기업들은 이미 고체 배터리 개발에 착수하여 또 다른 독특한 형태에서 액체 리튬 배터리가 직면한 문제를 해결하려고 시도했기 때문에, 솔리드 스테이트 배터리도 차세대 전원 배터리로 인정받고 있으며, 액체 전해질 리튬 이온 배터리를 대체할 것이다. 현재, 현대 Amperex Technology Co, Limited, 비아디, 곽훤고과를 포함한 많은 관련 회사들이 이 분야에 심층적인 연구가 있다고 주장하고 있으며, 심지어 많은 기업과 대학들도 다임러, Fisco, 중국 리튬 배터리 거물, 프랑스 석유회사와 같은 솔리드 스테이트 배터리 개발에 참여하고 있습니다.
발전 전망에서 볼 때, 솔리드 스테이트 배터리는 매우 유혹적인 것 같지만, 응용 차원에서 볼 때 솔리드 스테이트 배터리는 정말 전기차에 가장 적합한 에너지 전달체가 될 수 있습니까? 솔리드 스테이트 배터리가 진정으로 보급된다면 전기차에 진정한 폭발 시대를 가져다 줄 수 있을까?
현재 우리가 볼 수 있는 액체 전해질 리튬 배터리의 가장 분명한 단점은 불안정으로 인한 안전 위험, 그리고 다양한 환경에서 성능 저하가 운전에 미치는 명백한 영향 (예: 배터리 자연 발화, 겨울 항속 능력 급격한 하락) 입니다. 이것들은 모두 현재 액체 전해질 리튬 배터리가 직면하고 있는 핵심 문제입니다. 솔리드 스테이트 배터리의 장점은 액체 배터리의 이러한 단점을 채우는 것입니다.
우리가 흔히 보는 전동차의 자연 연소는 모두 충전하는 상황에서 발생한다. 이 문제의 주요 원인은 액체 전해질 전지에서 리튬 가지 결정의 성장이 충전 과정에서 쉽게 파열되어 배터리 단락이 발생하여 배터리 내부의 구조적 변화가 불안정하고 자연 연소가 발생하기 때문이다. 또한 전해질의 운동 특성에 따라 저온 환경에서 전해질의 점도가 증가하고 이온 전도 속도가 느려지면서 외부 회로의 전자 이동 속도가 일치하지 않아 배터리가 심각하게 극화되고 충전 방전 용량이 급격히 떨어지는 것도 전기차가 극한 지역에서 심각한 동력 손실을 초래할 수 있는 원인이다.
반면 솔리드 스테이트 배터리는 위에서 언급한 액체 배터리의 고민이 없다. 주로 솔리드 스테이트 배터리는 구조적으로 액체 배터리와 본질적인 차이가 있기 때문이다. 전통적인 리튬 배터리의 양끝에는 양극이 있고, 가운데에는 전해질 (액체) 이 있다. 리튬 이온은 양극에서 음극까지, 그리고 양극까지 움직이는 과정에서 배터리의 충전 방전 과정을 마쳤다. 솔리드 스테이트 배터리는 고체 전극과 고체 전해질을 사용하는 배터리로, 리튬 결정체를 억제하고, 연소하기 쉽지 않고, 폭발하기 쉽지 않고, 전해질 누출이 없고, 고온에서 부작용이 없다는 것은 솔리드 스테이트 배터리가 액체 전해질의 영향을 완벽하게 피하고, 더 안전한 콘덴서 운반체가 될 수 있다는 것을 의미한다.
그리고 솔리드 스테이트 배터리는 에너지 밀도가 더 높다. 일반 액체 배터리의 경우 일반적으로 최대 300 Wh/kg 까지 올라갈 수 있지만 500 Wh/kg 를 초과하는 것은 불가능한 것으로 간주됩니다. 솔리드 스테이트 배터리는 리튬 삽입 흑연 음극을 사용하지 않고 금속 리튬을 음극으로 직접 사용하면 음극 재료의 사용량을 크게 줄이고 전체 배터리의 에너지 밀도를 크게 높일 수 있습니다. 솔리드 스테이트 배터리 개발이 제공할 수 있는 에너지 밀도는 기본적으로 300-400 Wh/kg 에 달할 수 있으며, 시작점은 액체 배터리의 종점이며 상당한 발전 잠재력을 가지고 있다고 할 수 있습니다. 솔리드 스테이트 배터리도 전동차의 이상적인 배터리로 간주되는 이유입니다.
성능상의 짧은 판에 비해 솔리드 스테이트 배터리가 가능한 한 빨리 시장에 진출해야 하는 것은 액체 전해질 리튬 배터리의 또 다른 큰 난제인 수명을 보충하기 위해서이다. 중국 자동차 기술 연구센터에 따르면 2020 년에는 우리나라에 20 만 톤이 넘는 동력 배터리가 퇴역할 것으로 보인다. 이 리튬 이온 배터리가 부적절하게 처리되면 50 년의 환경오염을 초래할 수 있다. 이때 두 가지 매우 중요한 문제가 발생할 것이다. 첫째, 전기 자동차가 시장에서 계속 유통됨에 따라 액체 전해질 리튬 배터리의 시장 점유율은 갈수록 커질 뿐, 수명이 짧아지는 반면 (순수 전기 자동차 한 대가 5 ~ 7 년 배터리 감소가 80% 이하로 감소하면 폐기 단계에 들어설 것으로 예측됨), 폐기된 액체 전해질 리튬 배터리는 해마다 증가할 뿐, 처리 압력은 해마다 증가할 수밖에 없다.
둘째, 이러한 액체 전해질 리튬 배터리의 재활용 능력에 따라 배터리 재활용은 분해, 재생, 새로운 전원 배터리로 조립해야 전기차를 다시 장착할 수 있는데, 이 과정에서 발생하는 비용은 의심할 여지 없이 엄청납니다. 하지만 물론 전원 배터리 회수는 전기자동차에서 나오는 신남해라고 말하는 사람들도 있지만, 유통성이 더 강한 솔리드 스테이트 배터리가 시장에 진입하면 전기차의 배터리 수명이 크게 높아질 것으로 보인다 (이상적으로 솔리드 배터리는 4 만 5 천 회 정도 회수할 수 있음). 전원 배터리 재활용 블루 오션 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
사실, 배터리 특성상 솔리드 스테이트 배터리의 이점도 분명합니다. 가장 중요한 것은 솔리드 스테이트 배터리가 오늘날 전기 자동차의 신뢰성과 충전 효율의 두 가지 핵심 문제를 해결한다는 것입니다. 이는 소비자가 전기 자동차를 선택할 때 가장 중요한 관심사입니다. 그리고 항속 불안의 깊은 원인으로 볼 때, 도요타의 솔리드 스테이트 배터리가 실제로 10 분 안에 배터리를 충전할 수 있다면, 기본적으로 전기차와 연료차의 쇄신 공백을 메울 수 있다. 이는 전기차가 연료차에 미치는 가장 큰 충격이다.
그리고 세계 각국의 새로운 에너지 전략으로 볼 때, 현재 많은 국가들이 연료차 판매 금지를 의제에 올리고 있다. 기본 계획 시간은 2025 년 (네덜란드 노르웨이), 2030 년 (미국 (캘리포니아), 독일, 인도), 2040 년 (프랑스, 영국) 사이
전동차가 좋은지 아닌지는 아직 너무 이르다. 전기차에는 여전히 상당한 발전 잠재력이 있기 때문에, 새로운 에너지 자동차가 기술이 아직 완전히 성숙하지 않은 상황에서도 큰 투자와 관심을 끌 수 있는 이유다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차, 전기자동차) 하지만 새로운 에너지 자동차의 새로운 시대가 자동차 업계의 미래 구도를 바꿀 것이라는 것은 확실하다. 아마도 솔리드 스테이트 배터리의 도래는 이 업계를 선도하는 또 다른 계기가 될 것이다.