'13차 5개년 계획' 기간 동안 중국의 신에너지 자동차 생산과 판매는 급속도로 성장해 5년 연속 세계 1위를 차지했습니다.올해 말까지 신에너지차 보급 대수가 500만대를 넘어설 것으로 예상된다.동시에 중국에서는 신에너지 배터리 핵심 기술에 대한 좋은 소식이 계속해서 들려오고 있다.중국 리튬 배터리 업계 최초의 인물인 80세 천리취안(Chen Liquan)이 그의 팀을 이끌고 새로운 배터리 소재를 개발했습니다.
기존 리튬배터리 대비 5배 용량의 새로운 나노실리콘 리튬배터리 출시
80세의 중국공정원 원사 천리취안(陳立泉)은 중국 리튬전지 산업의 창시자이다.1980년대 Chen Liquan과 그의 팀은 중국에서 고체 전해질과 리튬 이차 전지에 대한 연구를 주도했습니다.1996년 과학연구팀을 이끌고 중국 최초로 리튬이온 배터리를 개발했으며, 국내 리튬이온 배터리 대량생산에 따른 과학기술적, 공학적 문제 해결에 앞장서 산업화를 실현했다. 국내 리튬이온 배터리.
장쑤성 리양에서 Chen Liquan 학자의 제자인 Li Hong은 그의 팀을 이끌고 20년이 넘는 기술 연구와 대량 생산 끝에 2017년에 리튬 배터리의 핵심 원자재 개발에 성공했습니다.
나노실리콘 음극소재는 당사가 독자적으로 개발한 신소재입니다.이를 이용해 만든 버튼전지의 용량은 기존 흑연리튬전지의 5배에 달한다.
Tianmu Leading Battery Material Technology Co., Ltd. 총책임자 Luo Fei
실리콘은 자연계에 널리 존재하며 매장량도 풍부합니다.모래의 주성분은 실리카입니다.그러나 금속 실리콘을 실리콘 양극 소재로 만들려면 특별한 가공이 필요합니다.실험실에서는 이러한 가공을 완성하는 것이 어렵지 않지만, 톤급 실리콘 음극재를 만들기 위해서는 많은 기술 연구와 실험이 필요하다.
중국과학원 물리학연구소는 1996년부터 나노실리콘을 연구해 왔으며, 2012년부터 실리콘 음극재 생산라인 구축을 시작했다. 2017년이 되어서야 첫 생산라인이 구축됐고, 지속적으로 조정돼 왔다. 그리고 개정되었습니다.수천 번의 실패 끝에 실리콘 양극재가 양산됐다.현재 리양 공장의 리튬이온 배터리용 실리콘 음극재 연간 생산량은 2,000톤에 달할 수 있다.
실리콘 양극재가 향후 리튬 배터리의 에너지 밀도를 향상시키기 위한 좋은 선택이라면, 전고체 배터리 기술은 리튬 배터리의 안전성 및 수명과 같은 현재의 문제를 해결하는 효과적인 솔루션으로 인정받고 있습니다.현재 많은 국가에서 전고체 배터리를 적극적으로 개발하고 있으며, 중국의 전고체 리튬 배터리 기술 연구 개발도 세계와 보조를 맞추고 있습니다.
리양에 위치한 이 공장에서 리홍(Li Hong) 교수팀이 개발한 고체 리튬 배터리를 사용하는 드론은 동일한 사양의 드론보다 항속 거리가 20% 더 길다.그 비밀은 바로 이 암갈색 소재에 있는데, 이는 중국과학원 물리연구소가 개발한 고체양극소재다.
2018년에는 300Wh/kg 전고체 전력 배터리 시스템의 설계 및 개발이 이곳에서 완료되었습니다.차량에 설치하면 차량의 항속 거리를 두 배로 늘릴 수 있습니다.2019년 중국과학원은 장쑤성 리양에 전고체전지 시범생산라인을 구축했다.올해 5월부터 가전제품에 제품이 사용되기 시작했다.
그러나 Li Hong은 이것이 완전한 의미의 전고체 배터리가 아니라 액체 리튬 배터리 기술에 지속적으로 최적화되는 준고체 배터리라고 기자들에게 말했습니다.자동차의 주행거리를 늘리려면 휴대전화의 대기시간이 길어지고 누구도 할 수 없는 일이 벌어진다. 항공기가 더 높이, 더 멀리 날아가려면 더 안전하고 대용량의 전고체 배터리 개발이 필요하다.
새로운 배터리가 속속 등장하고 '일렉트릭 차이나'가 건설 중이다.
중국과학원 물리학연구소뿐만 아니라 많은 기업들이 신에너지 배터리용 신기술과 소재를 탐구하고 있다.광둥성 주하이에 있는 한 신에너지 회사의 충전 시범 구역에서 순수 전기버스가 충전되고 있습니다.
3분 이상 충전 후 잔량이 33%에서 60% 이상으로 늘어났다.단 8분 만에 버스는 99% 충전됐다.
Liang Gong은 기자들에게 시내 버스 노선이 고정되어 있으며 왕복 주행 거리는 100km를 초과하지 않을 것이라고 말했습니다.버스 운전사의 휴식 시간 동안 충전하면 티탄산리튬 배터리의 빠른 충전 장점을 최대한 활용할 수 있습니다.또한, 티탄산리튬 배터리에는 사이클 시간이 있습니다.긴 수명의 장점.
이 회사 배터리 연구소에는 2014년부터 충방전 사이클 테스트를 진행하고 있는 티탄산리튬 배터리가 있다. 6년 동안 3만회 이상 충방전됐다.
다른 실험실에서는 기술자들이 티탄산리튬 배터리의 낙하, 바늘 찌르기 및 절단 테스트를 기자들에게 시연했습니다.특히 쇠바늘이 배터리를 관통한 후에도 타는 현상이나 연기가 발생하지 않았고 배터리를 정상적으로 사용할 수 있었습니다., 또한 리튬 티타네이트 배터리는 주변 온도 범위가 넓습니다.
티탄산리튬 배터리는 긴 수명, 높은 안전성, 빠른 충전이라는 장점이 있지만, 티탄산리튬 배터리의 에너지 밀도는 리튬 배터리의 절반 정도에 불과할 정도로 높지 않습니다.따라서 그들은 버스, 특수 차량, 에너지 저장 발전소와 같이 높은 에너지 밀도가 필요하지 않은 응용 시나리오에 중점을 두었습니다.
에너지 저장 배터리 연구 개발 및 산업화 측면에서 중국과학원 물리학연구소에서 개발한 나트륨이온 배터리가 상용화의 길을 걷기 시작했습니다.납산 배터리에 비해 나트륨 이온 배터리는 크기가 더 작을 뿐만 아니라 동일한 저장 용량에 비해 무게도 훨씬 가볍습니다.같은 부피의 나트륨이온 배터리 무게는 납축 배터리 무게의 30% 미만이다.저속 전기 관광차를 타면 같은 공간에 저장된 전기량이 60% 증가한다.
2011년 중국과학원 물리학연구소 연구원이자 Chen Liquan 학자 밑에서 연구한 Hu Yongsheng이 팀을 이끌고 나트륨이온 배터리 기술의 연구개발에 착수했습니다.10년간의 기술 연구 끝에 나트륨 이온 배터리가 개발되었으며 이는 중국과 세계 나트륨 이온 배터리 연구 개발의 최하위층입니다.및 제품 응용 분야가 선도적인 위치에 있습니다.
리튬이온전지에 비해 나트륨이온전지의 가장 큰 장점 중 하나는 원자재의 유통이 광범위하고 가격이 저렴하다는 점이다.음극재를 생산하는 원료는 세척된 석탄이다.1톤당 가격은 1000위안 미만으로 흑연 1톤당 수만위안 가격보다 훨씬 저렴하다.또 다른 물질인 탄산나트륨 역시 자원이 풍부하고 가격이 저렴하다.
나트륨 이온 배터리는 쉽게 불에 타지 않고 안전성이 좋으며 섭씨 영하 40도에서도 작동할 수 있습니다.그러나 에너지 밀도는 리튬 배터리만큼 좋지 않습니다.현재는 저속 전기 자동차, 에너지 저장 발전소 및 낮은 에너지 밀도가 필요한 기타 분야에서만 사용할 수 있습니다.그러나 나트륨 이온 배터리의 목적은 에너지 저장 장치로 사용되는 것이며, 100kWh의 에너지 저장 발전소 시스템이 개발되었습니다.
동력 배터리 및 에너지 저장 배터리의 향후 개발 방향과 관련하여 중국 공정원 학자 Chen Liquan은 안전성과 비용이 여전히 동력 배터리 및 에너지 저장 배터리에 대한 기술 연구의 핵심 요구 사항이라고 믿습니다.기존 에너지가 부족한 경우 에너지 저장 배터리는 그리드에 재생 에너지 적용을 촉진하고 피크 전력 소비와 밸리 전력 소비 간의 모순을 개선하며 친환경적이고 지속 가능한 에너지 구조를 형성할 수 있습니다.
[30분 관찰] 신에너지 개발의 '페인 포인트' 극복
중앙정부의 '14차 5개년 계획' 권고에서는 차세대 정보기술, 생명공학, 첨단 장비, 항공우주, 해양 장비와 함께 신에너지 및 신에너지 자동차를 전략적 신흥산업으로 꼽았다. 가속화됩니다.동시에, 전략적 신흥산업의 성장동력을 구축하고, 신기술, 신제품, 신사업 포맷, 신모델 육성이 필요하다는 지적이 나왔다.
프로그램에서 우리는 과학 연구 기관과 산업 기업이 신에너지 개발의 "고통점"을 극복하기 위해 다양한 기술 경로를 사용하고 있음을 확인했습니다.현재 우리나라의 에너지 신산업 발전은 일정한 선점자 우위를 달성했지만 여전히 발전 부족점에 직면해 있으며 핵심 기술을 돌파해야 합니다.이들은 지혜로 올라가서 끈기로 이겨내는 용감한 사람들을 기다리고 있습니다.
게시 시간: 2023년 11월 23일