اختراقات بطارية الحالة الصلبة: الابتكارات الرئيسية للمواد واتجاهات التصنيع في عام 2025"

ثلاثة اتجاهات ناشئة في تطوير بطاريات الحالة الصلبة

لقد اكتسب سوق بطاريات الحالة الصلبة مؤخرا زخمًا متجددًا ، مع تحول اهتمام الصناعة من المناقشات السابقة حول طرق تكنولوجيا الإلكتروليت ،استراتيجيات نشر OEM ومصنعي البطاريات، الجدول الزمني للإنتاج الضخم، والتطبيقات الناشئة مثل eVTOLs. اليوم، يركز التركيز على ثلاثة اتجاهات أساسية تدفع التصنيع العميق:الاختراقات في المواد الرئيسية مثل أغشية الكهربائيات الصلبة، والتقدم السريع في مواد الأنود السيليكون الكربوني، والابتكار المتزامن في عمليات الإنتاج والمعدات.

الاتجاه الأول: الابتكار المتسارع في مواد الإلكتروليت

وباعتبارها "المادة الرئيسية الخامسة" في بطاريات الحالة الصلبة، فإن غشاء الالكتروليت في الحالة الصلبة يمر بتحول تكنولوجي.توقعت الصناعة أن تكون أشرطة الكهربائيات الصلبة ذاتية الدعمومع ذلك، في عام 2025، ظهر اتجاه جديد: الشركات الرائدة في بطاريات الحالة الصلبة مثل Weilan و Tailan، فضلا عن الشركات المصنعة التقليدية لجهاز الفصل مثل Senior Technology Material،يشددونمحلولات طلاء الالكتروليت في الحالة الصلبة على الأغشية الأساسية القائمة.

الدكتور (هونغ لي) ، مؤسس شركة (ويلان) للطاقة الجديدة و الباحث في معهد الفيزياء، الأكاديمية الصينية للعلومأكدت مؤخرا أن عمليات الإنتاج السائدة الحالية لا تزال تعتمد بشكل كبير على الأغشية الأساسيةسواء من خلال الطلاء أو التجمد في الموقع على رصيف جامد ، أو من خلال عمليات المركب المصفوفة ،الطرق الخالية بالكامل من الغشاء تواجه تحديات في الاستقرار والموثوقية.

يستخدم خط بطارية تخزين الطاقة شبه الصلبة الذي تم إطلاقه حديثًا (6GWh سعة سنوية) في تشوهاي أغشية مغلفة تم توفيرها من قبل جيانغسو سانهي (مشاركة مشتركة بين Enjie و Weilan ،و TMY Technology)، مثالا على هذا الاتجاه لفيلم القاعدة المطلي.

وبالمثل، يشير مفهوم تايلان "خالي من الفاصل" في الواقع إلىدمج الكهربائيات الصلبة المركبة مباشرة على سطح الأقطاب الكهربائية، مما يشير إلى نهج هيكلي مدعوم. وتنتقل مواد التكنولوجيا العليا أيضًا من مزود غشاء أساسي إلى مزود حلول غشاء الكهربائي الصلب الكلي.بالتعاون مع مورّد البوليمر "داكسياو كيميائي" ومطور الالكتروليت الصلب "ديب بلو هويز".

هذاغشاء الالكتروليت في الحالة الصلبة مدعوم بالفيلم الأساسييُنظر إلى هذه الطريقة على أنها أكثر عملية للتسويق. يتماشى منطق التصنيع مع نموذج إنتاج البطاريات الأسطوانية الكبيرة بالعملية الرطبة ، مع التركيز على التحكم في التكاليف والقدرة على التوسع.تقارير تشير إلى الشركات اليابانية والكورية قد حققت بالفعل تكاليف غشاء الكهربائي30% أقل من تلك الموجودة في الصين، مما يزيد من الضغط على السوق.

ومع ذلك، لا تزال البحوث والتطوير في الأغشية ذاتية الدعم مستمرة. في أبريل، أعلنت Zhongke Gunei عن اختراق الإنتاج الضخم فيغشاء الكهربائي الصلب على أساس الكبريتيد(حوالي 95% من محتوى الكبريتيد). يتم تصنيع منتجاتها ◄ رقيقة للغاية (15-25μm) ، واسعة العرض (400mm) ، وموصلية أيونية عالية (3.82 ميس / سم) ◄ عن طريق خط صب غشاء معالجة الرطب ،يظهر إمكانات قوية لفيلم الحالة الصلبة المستقل.

الاتجاه الثاني: التقدم السريع في أندود السيليكون الكربونية

في وقت سابق من هذا العام، أكاديمي أويانغ مينغاو من جامعة تسينغهوا صرح أن قبل عام 2030، مفتاح اختراق بطارية الحالة الصلبة تحت 500Wh / kg يكمن فيتكرار مادة الأندود، وخاصة مركبات السيليكون والكربون (Si-C). تكتسب أنودات السيليكون جاذبية كبيرة بفضل اتجاه الخلايا الأسطوانية الكبيرة التي يقودها تيسلا وبمبلو.

ووفقاً لبيانات شركة "جي جي ليتيم" فإن الأشهر الخمسة الأولى من عام 2025220،000 طن من القدرة الجديدة المخطط لها لإنتاج أنودات السيليكون والكربون، مع استثمارات تتجاوز20 مليار يواني.

تشمل المشاريع الرئيسية:

• مشروع "سينيوان للتكنولوجيا" لـ100 ألف طن من الـ"سي-سي" في شيانجيانغ، هوبي، مع استثمار قياسي12 مليار يوان.

• قاعدة "سونغرو" المتكاملة لـ 40 ألف طن من الـ"سي سي" في "نينغبو"، مع خطين من المنتجات (Si-C ذو السعة العالية و ICE العالية و Si-C المقاوم للضغط العالي) يبدأون الإنتاج التجريبي في أوائل عام 2025.تم إدخال خط واحد في الشركات الرائدة في تصنيع البطاريات ويتم تقييمها من قبل أكبر العلامات التجارية للإلكترونيات الاستهلاكية.

• الشركة التابعة لـ Do-Fluoride Zhongning Siliconحطمت الأرض على40مشروع بـ000 طن في تشوي، تشجيانغ، مع أكثر من5 مليارات يواناستثمرت.

• شركات ناشئة مثل لانشي زيدي (1000 طن من الطاقة) و Solid Power (10,000 طن في يونغجو، هونان) تتوسع بسرعة أيضاً.

مواد الكربون المساميةتم إطلاق ستة مشاريع جديدة في عام 2025. لاعبون بارزون:

• مجموعة شينغ تشوانبدأت الإنتاج الضخم من1،000 طن من خط الكربون المسام.

• (جينبو تيك)أنهت تطوير النطاق التجريبي للكربون المسام على أساس الكوكس النفطي وتعد لإطلاق منتجات جديدة.

• مدعومة بـ CATLشاندونغ فويوان، التي قام بتحليلها البروفيسور تشاو دونغيوان من جامعة فودان، هو لاعب قوي آخر في ابتكارات الكربون المسامة.

علىجانب المعدات,سوزو نيومتش، المتخصصة في أنظمة CVD ذات السرير السائل، أكملت دراسةجولة تمويل من سلسلة A+ بقيمة 100 مليون يوانيفي أبريل/نيسان لتطوير معدات واسعة النطاق لأنودات السيليكون والكربون، مما يُظهر المزيد من التآزر الوثيق بين علوم المواد وهندسة العمليات.

الاتجاه الثالث: تعميق تكامل المعدات والعمليات

2025 شهدت تقدما كبيرامعدات لإنتاج البطاريات الصلبة، معتكنولوجيا عملية الأقطاب الكهربائية الجافةهذا الاتجاه يسلط الضوء على الطلب الملح على خطوط الإنتاج عالية الكفاءة والأتمتة والمتكاملة،مدفوعة بتنسيق قوي بين تطوير العملية وتصنيع المعدات.

وتشمل التقدم الملحوظ:

• الذكاء الرئيسيتأمين طلبات متكررة لمعدات البطارية الصلبة.

• مانزووينكاتوفير خلاطات العملية الجافة والأنظمة ذات الصلة.

• (ناكو نولز)أجهزة الطباعة الجافة للوصول إلى اعتماد العملاء بنجاح.

الحلول المتكاملة بالكامل وقدرات التسليم على مستوى الخط أصبحت معايير جديدة لمزودي المعدات. على سبيل المثال:

• الروبوت الغنائيفاز بعقد المعدات الكاملة لمشروع بطارية الحالة الصلبة القائمة على الكبريتيد من GAC Aion.

• هيمسونوقعت400 مليون يوان من الطلبمع شركة شينجي للطاقة، تغطي خطوط إنتاج بطاريات الحالة الصلبة.

إطلاق المعدات الجديدة من(شويشوي) ذكيو(غوان هونغ) ذكيتظهر خطوة واضحة نحودمج الخلط، والصناعة، وتشكيل الفيلم، والتصميم، والقطع، والتلفإلى أنظمة مبسطة.

الابتكار التعاونيهو محرك الاختراقات. على سبيل المثال:

• (ناكو نول)و(مختبر (أويانغ مينغاوشاركت في تأسيس مركز مشترك للبحوث والتطوير للبطاريات الصلبة.

• ليزر إفليشريك معشركة "جينيو" للطاقةلتطوير المعدات المخصصة للبطاريات ذات الشريحة الكاملة والبطاريات ذات القشرة الألومنيومية.

حدث مهم في أبريل،تشينغيان إلكترونياتتم إطلاقهاأول خط كهربائي جاف مُستعمل بالكامل في الصين بـ 0.1 جيجاوات ساعة، قادرة على الإنتاج المستمر من المواد الخام إلى الأقطاب الكهربائية، مما يمثل خطوة حاسمة في الانتقال من آلات مستقلة إلى خطوط متكاملة.

تشينغيان تواصل الشراكة مع قادة القطاع(هونغ جونغ)و(ناكو نول)، تشكيل مشاريع مشتركة لتطوير المعدات المتكاملة الأساسية مثلالموحدات الهجينةوآلات تشكيل الألواح المركبة، والتي تهدف إلى إنشاء الحواجز التقنية ودفع عملية الأقطاب الكهربائية الجافة إلى الأمام.

الاستنتاج

باختصار، فإن مستقبل صناعة بطاريات الحالة الصلبة يتشكلالابتكار المستمر في الموادوالاختراقات المتزامنة في تكنولوجيا الإنتاجكما تتقارب أغشية الالكتروليتات الصلبة، والأنودات السيليكونية الكربونية، والعمليات الكهربائية الجافة المتكاملة،الصناعة تتحرك بسرعة نحو التسويق القابل للتوسع ‬ ووضع أساس قوي للجيل القادم من أنظمة تخزين الطاقة عالية الأداء.