Nobel Prize in Chemistry to make lithium batteries on the altar big enterprises have seized the tuyere of solid-state lithium batteries!

Đã xuất bản: Oct 10, 2019 17:01
With the progress of science and technology, the safety of liquid lithium battery has been unable to meet the basic requirements of safe use of lithium battery, and great scientists have invented safety and more efficient solid-state lithium battery in their continuous efforts and breakthroughs. Although lithium battery technology has been very mature, it is still a relatively new field for people to use solid-state lithium battery technology. Therefore, there are many problems in the research and future application of solid-state lithium battery, although there are many problems, but solid-state lithium battery will still be the main direction of scientists in the exploration of lithium battery.

SMM10, 10 Jun: on Oct. 9, the Nobel Prize in Chemistry was awarded to three inventors of lithium batteries, American scientist John Gudinaf (John Goodenough), American scientist Stanley Whitingham (Stanley Whittingham), and Japanese scientist Akira Yoshino. (Akira Yoshino) shared the award.

Gudinaf, 97, is recognized as the "father of lithium batteries". His invention makes lithium batteries smaller, larger and more stable, making them commercially available and starting the process of portable electronic devices.

Gudinaf is a famous solid physicist. The 97-year-old Gudinaf also set a new age record for winning the Nobel Prize. At present, Gudinaf is still a professor in the Department of Mechanical Engineering at the University of Texas at Austin. He is also the inventor of lithium cobalt, lithium manganate and lithium iron phosphate cathode materials. By studying the relationship between chemistry, structure and the properties of solid electrons and ions, new materials are designed to solve material science problems.

British-American chemist Whitingham is currently a professor of chemistry and director of the Institute of Materials and Materials Science and Engineering at the State University of New York at Binghamton University.

Professor Akira Yoshino, a Japanese chemist who invented the modern lithium-ion battery (LIB), is also a researcher at Asahi.

With the progress of science and technology, the safety of liquid lithium battery has been unable to meet the basic requirements of safe use of lithium battery, and great scientists have invented safety and more efficient solid-state lithium battery in their continuous efforts and breakthroughs. Although lithium battery technology has been very mature, it is still a relatively new field for people to use solid-state lithium battery technology. Therefore, there are many problems in the research and future application of solid-state lithium battery, although there are many problems, but solid-state lithium battery will still be the main direction of scientists in the exploration of lithium battery.

Reasons for choosing solid State Lithium Battery and bottleneck of Technical Development

The characteristics of solid-state lithium battery determine that its use is better than the liquid lithium battery which is widely used at present.

First of all, the solid lithium battery does not burn, which can eliminate the hidden danger of safety. The solid lithium battery is a lithium ion battery with solid electrolyte, which is non-flammable and greatly improves the safety of the battery. Solid-state lithium battery has the characteristics of non-flammability, high temperature resistance, non-corrosion and non-volatilization, which avoids the phenomena of electrolyte leakage and electrode short circuit in traditional lithium-ion battery, reduces the sensitivity of battery pack to temperature and eliminates the hidden danger of safety.

Secondly, solid-state lithium batteries are compatible with high-capacity positive and negative electrodes, promoting a great leap in energy density. Solid-state lithium batteries have a wider electrochemical window and are easier to carry high-voltage cathode materials. The electrochemical window of solid electrolyte is wider and can reach 5 V, which is more suitable for high voltage electrode materials. At the same time, it is compatible with the metal lithium negative electrode, raising the upper limit of energy density, the gram capacity of lithium metal is 3860mAh, about 10 times that of graphite (372mAh/g). Lithium metal is the lowest electrochemical potential material in nature, which is-3.04V. Let lithium metal become the "final negative electrode" after graphite and silicon negative electrode.

Finally, the solid-state lithium battery has a lightweight battery system, and the solid-state lithium battery core does not contain liquid, which can be assembled first in series and parallel and then assembled, which reduces the material used for assembling the shell, and the design of PACK is greatly simplified. After the solid-state lithium battery reduces the weight of the system, the energy density will also be further increased.

At the same time, there are many technical bottlenecks in solid-state lithium battery, which is the key to its large-scale application. The main reason is that many electrolyte performance indexes can not meet the requirements of commercial application.

The low ionic conductivity of solid electrolytes is one of the main bottlenecks hindering its commercial application. The ionic conductivity directly affects the overall impedance and rate performance of the battery, and the conductivity of polymer solid electrolyte is generally low.

Secondly, similar to organic electrolytes, polymer electrolytes also have the problem of simultaneous conduction of double ions (anions and cations in lithium salt). Ionic conductivity is not entirely contributed by the migration of lithium ions. The key to the cycle and rate performance of the battery is the amount of lithium ion migration.

Thirdly, the poor contact between solid electrode and solid electrolyte and high interface impedance is one of the main bottlenecks restricting the cycle performance of solid lithium battery. At present, the contact impedance of the solid / solid interface between the solid electrolyte and the solid electrode is more than 10 times of the bulk impedance of the hydrolysate, which seriously affects the ion transmission and leads to the poor cycle life and rate performance of the battery.

Finally, the mechanical properties of inorganic solid electrolytes are mainly aimed at inorganic solid electrolytes, most of which belong to ceramic electrolytes, the mechanical properties are relatively poor, brittle and fragile.

Present situation and Development of solid State Lithium Battery

At present, the mass production of solid-state lithium battery is very few, and the industrialization process is still in the early stage. The only product that has achieved mass production in the field of power batteries has an energy density of only 100WH / g, which does not have a competitive advantage over traditional lithium power.

From the overseas enterprise experiments and pilot products, the energy density advantage of solid-state lithium battery has begun to highlight, significantly exceeding the existing lithium power level. In China, the basic research of solid lithium electricity started earlier. During the "sixth five-year Plan" and "Seventh five-year Plan", the Chinese Academy of Sciences listed solid lithium electricity and fast ion conductors as key topics. In addition, Peking University, China Electronic Science and Technology Group Tianjin 18 and other institutes have also established projects to study solid lithium electrolytes, and have made good progress in this field. In the future, with the gradual increase of industrial investment, the pace of product performance improvement is also expected to accelerate.

A large enterprise that preempts the tuyere of a solid-state battery

Ganfeng Lithium Industry: in 2017, Ganfeng Lithium Industry formally cut into the solid-state lithium battery plate through the introduction of Xu Xiaoxiong team of Ningbo Institute of Materials, Chinese Academy of Sciences. In December 2017, Ganfeng Lithium Industry announced that it plans to invest no more than 250 million yuan to build the first generation of pilot production line for solid-state lithium battery research and development, with a scale of more than 100 gigawatt hours and 600 million watt-hour power battery production line will focus on matching with solid-state lithium battery in the future. On July 30, 2018, Zhejiang Feng Lithium, a wholly owned subsidiary of the company, completed the first phase of the performance evaluation index of the first generation of solid lithium battery research and development test line project.

Ningde era: the Ningde era has mainly carried out related research and development work in the direction of polymer and sulfide-based solid-state lithium batteries, and has made preliminary progress. Ningde era, based on the improvement of the conductivity and processing performance of the battery, designed and manufactured a polymer cell with a capacity of 325 Ma, with a cycle of more than 300 laps and a capacity retention rate of 82%. In the aspect of sulfide solid lithium battery, in Ningde era, the interface compatibility between cathode and solid electrolyte was improved by surface modification and coating modification, and the mixing process was developed to improve the stability of sulfide in the air. it is possible to reduce the manufacturing cost of the battery.

Jiawei shares: the company accelerated the production of solid-state fast rechargeable battery products. In November 2016, Jiawei held the world's first solid-state lithium battery and fast lithium battery product launch in Shanghai to demonstrate the performance of the new product. In April 2018, Jiawei Longneng solid State Energy Storage Technology Company, a holding subsidiary of Jiawei, was officially put into production for trial operation. The company's products have high safety performance, in the exhibition was deeply pierced by three nails, can still work normally.

Tianqi Lithium: the company's wholly owned subsidiary in Hong Kong used its own capital of US $12.5 million to participate in the financing of "round C preferred shares" for SolidEnergy System, a solid-state lithium battery company, with a stake of 11.72 per cent.

"for more information, please click on the SMM Cobalt Lithium New Energy column.

Shanghai colored net cobalt lithium new energy industry research team, combined with SMM independent research first-hand data, provide analysis and views on hot events at home and abroad, analyze and judge the market trend, covering nickel, cobalt, lithium, ternary materials and other plates in the cobalt lithium industry chain. Introduction of SMM Cobalt Lithium New Energy Industry chain monthly report

Introduce: in the form of monthly report, the SMM cobalt lithium new energy research group industry chain information intuitively presents, the information is accurate, the professional degree is high, the data chart is detailed, has the forward-looking and the exclusive point of view. Cobalt lithium and related categories of price, output, import and export, upstream and downstream enterprises, new energy vehicle data and other important data are investigated and analyzed by SMM Cobalt Lithium Research team. Rich in instant information, in addition to monthly reports, analysts and reporting customers timely exchange the latest industry developments, seize the latest hot spots in the market.

"Click to sign up for the Lithium Power Industry chain Summit

Scan QR code and apply to join SMM metal exchange group, please indicate company + name + main business

 

Tuyên bố về Nguồn Dữ liệu: Ngoại trừ thông tin công khai, tất cả dữ liệu khác được SMM xử lý dựa trên thông tin công khai, giao tiếp thị trường và dựa trên mô hình cơ sở dữ liệu nội bộ của SMM. Chúng chỉ mang tính chất tham khảo và không cấu thành khuyến nghị ra quyết định.

Để biết thêm thông tin hoặc có thắc mắc gì, vui lòng liên hệ: lemonzhao@smm.cn
Để biết thêm thông tin về cách truy cập báo cáo nghiên cứu, vui lòng liên hệ:service.en@smm.cn
Tin Liên Quan
[SMM Tóm tắt cuộc họp buổi sáng về Cobalt] Nhu cầu yếu và chi phí giảm cùng khiến giá chuỗi ngành ảm đạm
1 giờ trước
[SMM Tóm tắt cuộc họp buổi sáng về Cobalt] Nhu cầu yếu và chi phí giảm cùng khiến giá chuỗi ngành ảm đạm
Đọc thêm
[SMM Tóm tắt cuộc họp buổi sáng về Cobalt] Nhu cầu yếu và chi phí giảm cùng khiến giá chuỗi ngành ảm đạm
[SMM Tóm tắt cuộc họp buổi sáng về Cobalt] Nhu cầu yếu và chi phí giảm cùng khiến giá chuỗi ngành ảm đạm
Chuỗi ngành coban tiếp tục chịu áp lực trong tuần này. Coban tinh luyện tăng vọt rồi giảm trở lại trong bối cảnh mua theo giai đoạn, với giá giao dịch điện tử rút từ 289.000 nhân dân tệ/tấn xuống khoảng 275.000 nhân dân tệ/tấn. Báo giá và giao dịch các sản phẩm trung gian vẫn vắng bóng, áp lực bán hàng của các nhà khai thác dần tích tụ. Nhu cầu muối coban yếu, coban sunfat rơi vào vòng phản hồi tiêu cực “giảm giá—thua lỗ—nguyên liệu giảm—chi phí thấp hơn”, với một số báo giá từ nguồn tái chế giảm xuống 57.000–58.000 nhân dân tệ/tấn. Coban clorua và Co3O4 tiếp tục suy yếu do cắt giảm sản xuất ở hạ nguồn và tiêu thụ cuối cùng trì trệ. Người dùng hạ nguồn bột coban vẫn đang tiêu hóa tồn kho giá cao, và hoạt động mua mới vẫn chưa bắt đầu. Giá tiền chất cathode ba thành phần và vật liệu cathode ba thành phần giảm theo nguyên liệu niken, coban và lithium, với nhu cầu năng lượng yếu khiến các doanh nghiệp thận trọng trong báo giá và mua hàng. Kỳ vọng “mùa cao điểm tháng 9” của LCO thất bại, với hỗ trợ chi phí suy yếu và dự trữ của người dùng cuối không đủ, khiến giá ngắn hạn vẫn có nguy cơ giảm thêm. Một số doanh nghiệp có thể tiến hành dự trữ quy mô nhỏ trước kỳ nghỉ Quốc khánh, nhưng liệu chuỗi ngành có thể ổn định hay không vẫn phụ thuộc vào sự phục hồi của nhu cầu cuối cùng và tốc độ giảm tồn kho.
1 giờ trước
Cơ quan quản lý CHDC Congo yêu cầu KCC và Mutanda của Glencore chấm dứt hợp đồng với các nhà thầu phụ không tuân thủ
1 giờ trước
Cơ quan quản lý CHDC Congo yêu cầu KCC và Mutanda của Glencore chấm dứt hợp đồng với các nhà thầu phụ không tuân thủ
Đọc thêm
Cơ quan quản lý CHDC Congo yêu cầu KCC và Mutanda của Glencore chấm dứt hợp đồng với các nhà thầu phụ không tuân thủ
Cơ quan quản lý CHDC Congo yêu cầu KCC và Mutanda của Glencore chấm dứt hợp đồng với các nhà thầu phụ không tuân thủ
Theo quyết định được Cơ quan Quản lý Nhà thầu phụ trong Khu vực Tư nhân (ARSP) của Cộng hòa Dân chủ Congo công bố ngày 15/9, Công ty Đồng Kamoto (KCC) và Công ty Khai thác Mutanda (MUMI) thuộc Glencore đã bị yêu cầu chấm dứt các hợp đồng hiện có với các nhà thầu phụ không đáp ứng yêu cầu về tư cách pháp lý theo quy định địa phương và loại họ khỏi danh sách nhà cung cấp. Quyết định được đưa ra sau đợt rà soát pháp lý đối với các nhà cung cấp và nhà cung cấp dịch vụ của hai công ty. Trong số 1.427 nhà cung cấp và nhà cung cấp dịch vụ do KCC nộp, chỉ có 472 đơn vị được ARSP đăng ký là đủ điều kiện, trong khi 955 đơn vị không đáp ứng các điều kiện yêu cầu. Tại Mutanda, 548 trong số 1.133 nhà cung cấp được nộp được coi là đủ điều kiện, trong khi 585 đơn vị không đủ điều kiện. Cả hai công ty cũng được yêu cầu nộp kế hoạch khắc phục cho ARSP trong vòng 30 ngày kể từ khi nhận được thông báo và bị cấm ký các thỏa thuận thầu phụ mới với các công ty bị ảnh hưởng cho đến khi họ đạt được sự tuân thủ. KCC và Mutanda đều là các tài sản đồng-coban lớn tại CHDC Congo. Việc tiếp tục thực thi các biện pháp này có thể làm gia tăng áp lực điều chỉnh chuỗi cung ứng và quản lý tuân thủ đối với hai hoạt động khai thác. Nguồn gốc là Quyết định số 020/ARSP/DG/2026 chính thức của ARSP, ban hành ngày 11/9 và công bố công khai ngày 15/9. Đối với việc xuất bản, việc giữ “KCC và Mutanda” trong tiêu đề sẽ giúp độc giả thị trường coban nhận ra ngay mối liên hệ trực tiếp với các tài sản đồng-coban trọng yếu của Glencore tại CHDC Congo.
1 giờ trước
L&F ký thỏa thuận cung cấp cathode LFP trị giá 161,7 tỷ won với SK On
2 giờ trước
L&F ký thỏa thuận cung cấp cathode LFP trị giá 161,7 tỷ won với SK On
Đọc thêm
L&F ký thỏa thuận cung cấp cathode LFP trị giá 161,7 tỷ won với SK On
L&F ký thỏa thuận cung cấp cathode LFP trị giá 161,7 tỷ won với SK On
L&F đã ký hợp đồng trị giá 161,73 tỷ won để cung cấp vật liệu cathode lithium sắt phosphate cho SK On và các chi nhánh được chỉ định. Thỏa thuận có hiệu lực từ ngày 17 tháng 9 năm 2026 đến hết ngày 31 tháng 12 năm 2028, tương đương 7,51% doanh thu hợp nhất năm 2025 của L&F. L&F sẽ cung cấp vật liệu cathode LFP thế hệ thứ ba mật độ cao. Công ty dự kiến bắt đầu sản xuất với công suất hàng năm 30.000 tấn vào cuối quý 3 năm 2026 và mở rộng nhà máy Daegu lên 60.000 tấn mỗi năm trong nửa đầu năm 2027. SK On dự định sử dụng vật liệu này tại các dây chuyền pin LFP tập trung vào ESS ở Seosan, Hàn Quốc và Georgia, Hoa Kỳ. Công ty đang chuyển đổi 3 GWh trong tổng công suất 7 GWh tại Seosan sang sản xuất LFP cho ESS, với các lô hàng dự kiến bắt đầu vào nửa đầu năm 2027.
2 giờ trước