Automatic Battery Pack Assembly Line For ESS

هل البطاريات ذات الحالة الصلبة قادمة؟

June 17 , 2025
الشكل النهائي لبطاريات الليثيوم - بطاريات الحالة الصلبة


مزايا بطاريات الحالة الصلبة (SSBs)

لطالما حُدِّد مدى قيادة مركبات الطاقة الجديدة (NEVs) بكثافة طاقة البطارية، والتي تُحدَّد أساسًا بأنظمة مواد الكاثود والأنود. خضعت بطاريات أيونات الليثيوم (LIBs) لتكرارات متعددة، ركزت بشكل رئيسي على ترقية مواد الكاثود - بدءًا من فوسفات حديد الليثيوم (LFP) في مراحله المبكرة إلى أنواع النيكل والكوبالت والمنغنيز (NCM) (مثل NCM523 وNCM622، حيث تشير الأرقام إلى نسب النيكل والكوبالت والمنغنيز)، والآن إلى NCM811 عالي النيكل. وقد تتحول التطورات المستقبلية إلى كاثودات غنية بالليثيوم والمنغنيز (LRM).


في المقابل، شهدت مواد الأنود تقدمًا محدودًا، حيث تطورت فقط من الجرافيت إلى مركبات السيليكون والكربون (Si-C). في حين توفر أنودات السيليكون والكربون كثافة طاقة قصوى تبلغ حوالي 400 واط/كجم، فإن التحول إلى أنودات معدن الليثيوم (LMAs) قد يتيح نظريًا تحقيق كثافة طاقة تتراوح بين 2600 و3500 واط/كجم، وهي قفزة نوعية. مع ذلك، لا تتوافق أنودات معدن الليثيوم مع الإلكتروليتات السائلة التقليدية (LEs) بسبب تكوّن شجيرات الليثيوم أثناء الدورة. تخترق هذه الشجيرات الفاصل، مسببةً ماسًا كهربائيًا داخليًا، وتسربًا حراريًا، وحرائق. لذلك، على الرغم من كثافة الطاقة التي لا مثيل لها لأنودات معدن الليثيوم، فإن استخدامها يتطلب إلكتروليتات الحالة الصلبة (SSEs) التي تُضاهي موصلية الإلكتروليتات السائلة الأيونية مع تثبيط الشجيرات، وهو عامل رئيسي في تطوير أنابيب الحالة الصلبة.

وبالمثل، فإن الأنظمة القائمة على LE محدودة الجهد (~4.2 فولت)، مما يحد من خيارات الكاثود عالي الطاقة. تتيح SSEs استخدام كاثودات عالية الجهد (مثل الكاثودات عالية النيكل أو الكبريت)، مما يزيد من كثافة الطاقة.

الاختلافات الرئيسية: بطاريات SSB مقابل بطاريات LIB التقليدية
يكمن الاختلاف الأبرز في استبدال الإلكتروليتات والفواصل السائلة بإلكتروليتات صلبة. فبالإضافة إلى السلامة وكثافة الطاقة، توفر أنابيب الفصل الصلبة مزايا في:
  • تخفيف وزن المركبات : يؤدي التخلص من الفواصل ووحدات التحكم الكهربائية (التي تشغل حوالي ٤٠٪ من الحجم و٢٥٪ من الوزن) إلى تقليل السُمك. كما يسمح تعزيز السلامة بإزالة أنظمة التحكم الحراري، مما يُحسّن الكفاءة الحجمية.
  • دورة الحياة :يسمح قمع الشجيرات العصبية بإجراء حوالي 45000 دورة في ظل الظروف المثالية.
  • الشحن السريع :شحن كامل في دقائق.
  • نطاق درجة حرارة التشغيل : 3 × أوسع من LEs.


التحديات وخارطة طريق التنمية
تواجه أنابيب SSBs عقباتٍ مثل انخفاض الموصلية الأيونية (بسبب ضعف التلامس بين القطب الكهربائي/الإلكتروليت الصلب-الصلب) وارتفاع التكاليف، مما يُؤخر الإنتاج الضخم لمدة تتراوح بين 5 و10 سنوات. لتخفيف مقاومة السطح، تُستخدم إلكتروليتات هجينة (ذات محتوى سائل جزئي)، مما يؤدي إلى انتقال تدريجي:
  1. بطاريات شبه صلبة (≤10% سائل) - إعطاء الأولوية للسلامة والتوافق الإنتاجي.
  2. بطاريات شبه صلبة (≤5% سائل) - توازن بين الأداء والقدرة على التصنيع.
  3. بطاريات الحالة الصلبة بالكامل (بدون سائل) - الهدف النهائي.


تتميز البطاريات شبه الصلبة، رغم أنها لا تزيد كثافة الطاقة بشكل ملحوظ، بسلامتها (مثل مقاومة الصدمات، والسخونة الزائدة، وقصر الدوائر الكهربائية) وتوافقها مع التصنيع (حيث لا تتطلب سوى تعديلات طفيفة على خطوط إنتاج الخلايا الكيسية الحالية). وهذا ما يفسر اعتمادها السريع في طرازات السيارات الكهربائية الحالية.

يشهد تطوير بطاريات الحالة الصلبة تقدمًا تدريجيًا. تُعد البطاريات شبه الصلبة (بمحتوى إلكتروليت سائل ≤ 10%) أول بطاريات تُحقق تطبيقات تجارية تتميز بأعلى مستويات السلامة والتوافق مع خطوط الإنتاج. تُركز الشركات الصينية والأمريكية الرائدة على أنظمة الإلكتروليت الصلب بالأكسيد والكبريتيد، سعيًا لتحقيق استقرار عالٍ وموصلية أيونية عالية على التوالي. تُظهر خارطة الطريق التكنولوجية أنه سيتم تحقيق تقدم كبير في بطاريات الحالة الصلبة شبه الصلبة (بمحتوى سائل ≤ 5%) بين عامي 2030 و2035، مما سيقود في نهاية المطاف إلى عصر بطاريات الحالة الصلبة الخالية تمامًا من السوائل.


باعتبارنا مبتكرين في مجال معدات الطاقة الجديدة، أسي للطاقة الجديدة شاركت بشكل عميق في معدات البحث والتطوير لمختبرات البطاريات وتكنولوجيا معدات تجميع حزم البطاريات لسنوات عديدة، مع تغطية الأعمال لسلسلة كاملة من حلول المعدات في صناعة تخزين الطاقة.


المواد الأولية : مادة الكاثود والأنود للبطارية، وفاصل البطارية والشريط، وما إلى ذلك.
البحث والتطوير الخلوي : خلاط فراغ المختبر، مرشح الملاط، آلة طلاء الأقطاب الكهربائية ، آلة الضغط الدوارة، آلة القطع بالقالب، آلة لحام نقطي بالموجات فوق الصوتية ، صندوق القفازات، آلة ختم البطارية، وما إلى ذلك.
تجميع العبوة : آلة تصنيف خلايا الليثيوم، آلة فرز خلايا البطارية، آلة لحام نقاط حزمة البطارية، جهاز اختبار شامل للبطارية، آلة شيخوخة البطارية، إلخ.

حلول جاهزة :
▶ ج خلية العين خط تصنيع بمقياس المختبر
▶ ج خلية بيضاوية خط تصنيع بمقياس المختبر
▶ ص آه خلية خط تصنيع بمقياس المختبر
خط تجميع حزمة البطاريات لشركة ESS

خط تجميع حزمة البطاريات للطائرات بدون طيار

خط تجميع حزمة البطاريات للدراجات الكهربائية ذات العجلتين

خط تجميع حزمة البطاريات للدراجة الإلكترونية

▶ إلخ

اترك رسالة
اترك رسالة
إذا أنت مهتم بمنتجاتنا وترغب في معرفة المزيد من التفاصيل ، يرجى ترك رسالة هنا ، وسنقوم بالرد عليك في أقرب وقت ممكن

الصفحة الرئيسية

منتجات

حول

اتصل