Графит электродууд нь натрийн ион батерей, хатуу төлөвт батерей зэрэг шинэ эрчим хүчний салбарт хэрэглээний томоохон боломжуудыг харуулсан. Тэдгээрийн тогтвортой физик, химийн шинж чанар, давхаргат бүтэц нь батерейны гүйцэтгэлийг сайжруулах гол дэмжлэг болдог. Үүний зэрэгцээ, тэдгээр нь хатуу төлөвт батерейны аюулгүй байдлыг сайжруулж, натрийн ион батерейны технологийн сайжруулалтаар хэрэглээний орон зайг өргөжүүлж чадна.
I. Хатуу төлөвт батерей: Анод материал болох бал чулууны тогтвортой байдал ба аюулгүй байдлын давуу талууд
Давхарласан бүтэц нь литийн дендрит үүсэхийг дарангуйлдаг
Бал чулууны давхаргат талст бүтэц нь литийн ионуудын жигд интеркаляци ба деинтеркаляцийг үр дүнтэй удирдаж, дендритүүд тусгаарлагч руу нэвтрэхээс үүдэлтэй богино залгааны эрсдэлээс зайлсхийж, хатуу төлөвт батерейны аюулгүй байдлын гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулж чаддаг. Энэ шинж чанар нь бал чулууг хатуу төлөвт батерейны анод материалын хувьд хамгийн тохиромжтой шийдлүүдийн нэг болгодог.
Химийн тогтвортой байдал нь эрс тэс орчинд дасан зохицдог
Хатуу төлөвт батерейнууд нь шингэн электролитийн оронд хатуу электролит ашигладаг бөгөөд энэ нь илүү өргөн ажиллах температурын хүрээ, илүү өндөр хүчдэлийг санал болгодог. Графит нь өндөр температур, өндөр даралттай орчинд бүтцийн тогтвортой байдлыг хадгалж, батерейны урт хугацааны ашиглалтын хугацааг баталгаажуулж, эрчим хүч хадгалах системийн найдвартай байдлын хатуу шаардлагыг хангадаг.
Технологийн давталт хийх боломж
Бэлтгэх процессыг (жишээлбэл, наножуулалт болон гадаргуугийн бүрхүүл) сайжруулснаар бал чулуун анодын энергийн нягтрал болон цэнэг цэнэглэх үр ашгийг улам бүр нэмэгдүүлэх боломжтой. Жишээлбэл, цахиур дээр суурилсан материалаар хольсон цахиур-нүүрстөрөгчийн анод нь уламжлалт бал чулуунаас 3-5 дахин өндөр хүчин чадалтайгаар массын үйлдвэрлэлд хүрсэн тул хатуу төлөвт батерейны өндөр энергийн нягтралтай уусмалын чухал чиглэл болжээ.
II. Натрийн ионы батерей: Технологийн нээлтүүд ба графит анодын өртгийн давуу талууд
Натрийн ионы интеркаляцийн механизмын инноваци
Уламжлалт үзэл баримтлалаар бал чулууны давхаргын хоорондох зай (ойролцоогоор 0.335 нм) нь натрийн ионуудыг (диаметр нь 0.36 нм) багтааж чадахгүй гэж үздэг боловч сүүлийн үеийн судалгаагаар бөмбөлөг тээрэмдэх замаар бал чулууны давхаргын хоорондох зайг өргөжүүлэх эсвэл натрийн исэл нэгдлүүдийг ашиглан блок урвал үүсгэх замаар натрийн ионуудыг буцаах боломжтой интеркаляцид оруулсан. Энэхүү нээлт нь натрийн ионы батерейнд бал чулууг хэрэглэх шинэ замыг нээж өгсөн.
Зардал ба нөөцийн давуу талууд
Дэлхий нийт бал чулууны нөөцөөр баялаг бөгөөд өргөн тархсан. Хятад улс дэлхийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадлын 60 гаруй хувийг эзэлдэг бөгөөд түүхий эдийн өртөг нь литийн нөөцөөс хамаагүй бага байдаг. Хэрэв натрийн ион батерей нь бал чулуун анодыг ашиглавал батерейны зардлыг бууруулж, эрчим хүчний хадгалалт, бага хурдтай цахилгаан тээврийн хэрэгсэл зэрэг салбарт тэдгээрийг арилжааны үйл явцыг хурдасгах боломжтой.
Хатуу нүүрстөрөгчийн материалтай синергетик хэрэглээ
Хатуу нүүрстөрөгч нь эмх замбараагүй бүтэц, давхаргын хоорондох зай ихтэй тул натрийн ион батерейны гол анодын материал болсон боловч анхны үр ашиг багатай, өндөр өртөгтэй холбоотой асуудлуудтай. Бал чулуу болон хатуу нүүрстөрөгчийн хослол нь гүйцэтгэл болон өртгийг тэнцвэржүүлж чаддаг. Жишээлбэл, асфальт бүрсэн хатуу нүүрстөрөгчийн технологи нь цахилгаан дамжуулах чадварыг нэмэгдүүлэх, дотоод эсэргүүцлийг бууруулах, циклийн тогтвортой байдлыг сайжруулах замаар натрийн ион батерейны хувьд илүү сайн анодын сонголтыг олгодог.
III. Зах зээлийн хөдөлгөгч хүч ба үйлдвэрлэлийн зохион байгуулалт
Шинэ эрчим хүчний эрэлт хэрэгцээ огцом өссөн байна
Дэлхий даяар шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн борлуулалт тасралтгүй өсч, эрчим хүчний хадгалалтын системд удаан эдэлгээтэй, хямд өртөгтэй батерейны эрэлт хэрэгцээ огцом өссөн нь лити-ион батерейны анод материалын зах зээлийг тэлэхэд түлхэц болсон. Анод материалын дэлхийн үйлдвэрлэл 2025 онд 2.625 сая тоннд хүрч, үүний 98 гаруй хувийг бал чулуу эзэлж, шинэ эрчим хүчний салбарын гол материал болж байна.
Байгууллагын технологийн нөөц ба хүчин чадлын өргөжилт
Шаньшан ХХК нь цахиур дээр суурилсан материалын олноор үйлдвэрлэхийг дэмжиж байна. Хатуу нүүрстөрөгчийн анодыг литийн батерей, натрийн ионы батерей, хагас хатуу батерейд өргөн ашигладаг. Баригдсан үйлдвэрлэлийн хүчин чадал нь 1000 тонн, баригдаж буй хүчин чадал нь 40,000 тонн юм.
Ичен Шинэ Эрчим Хүч: Тус групп нь устөрөгч, нүүрстөрөгч, цахиурын нөөцийн давуу талдаа тулгуурлан "өндөр зэрэглэлийн нүүрстөрөгчийн материал + эх үүсвэр-сүлжээ-ачаалал-хадгалах интеграцчилал"-ын үйлдвэрлэлийн системийг бий болгосон. Түүний бүрэн эзэмшлийн охин компани болох Кайфэн Карбон нь тэргүүлэгч бүтээгдэхүүн болох UHPΦ 600-700мм бал чулуун электродын дотоодын зах зээлийн 30 гаруй хувийг эзэлж, салбартаа тэргүүлэгч байр суурийг баттай эзэлж байна.
Catl болон BTR: Батерейны эрчим хүчний нягтрал болон мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэхийн тулд өндөр нягтралтай бал чулуун анод материалыг хамтран боловсруулж, технологийн салбарт тэргүүлэх байр сууриа бататгах.
Бодлого, стандартууд нь аж үйлдвэрийн шинэчлэлийг удирддаг
Хятад улс "Графитын үйлдвэрлэлийн зохицуулалтын нөхцөл", "Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн хөгжлийн төлөвлөгөө" зэрэг бодлогын баримт бичгүүдийг гаргаж, салбарыг өндөр зэрэглэлийн, ухаалаг, ногоон хөгжилд шилжүүлэхийг дэмжиж байна. Аж ахуйн нэгжүүд бүрэн гинжин интеграцчлал (жишээлбэл, зүү коксын өөрөө үйлдвэрлэх хүчин чадлыг бий болгох) болон олон улсын стандартыг боловсруулахад (жишээлбэл, ISO графитын электродын туршилтын стандарт) оролцох замаар технологийн хэлэлцүүлгийн хүч чадал, зах зээлийн өрсөлдөх чадварыг нэмэгдүүлдэг.
Iv. Ирээдүйн чиг хандлага ба сорилтууд
Технологийн интеграци ба инноваци
Графен болон электродын материалын хамтарсан судалгаа, хөгжүүлэлт, мөн хатуу электролит ба бал чулуун анодын хоорондох интерфэйсийн оновчлол нь эрчим хүчний нягтралын саадыг даван туулах түлхүүр болно. Жишээлбэл, графен дээр суурилсан батерей нь жолоодлогын хүрээг нэмэгдүүлж, өндөр зэрэглэлийн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн шаардлагыг хангаж чадна.
Байгаль орчныг хамгаалах, тогтвортой хөгжил
Бал чулууны тоосны нөхөн сэргээлтийн түвшинг 99.9% хүртэл нэмэгдүүлэх шаардлагатай бөгөөд шатаах хаягдлын дулааны эрчим хүч үйлдвэрлэх технологи нь эрчим хүчний хэрэглээний 35%-ийг нөхөж чадна. Европын Холбооны нүүрстөрөгчийн тариф зэрэг олон улсын байгаль орчныг хамгаалах стандартыг хангахын тулд аж ахуйн нэгжүүд "үйлдвэрлэл - дахин боловсруулалт - нөхөн сэргээлт" гэсэн битүү гогцооны системийг бий болгох шаардлагатай.
Шинээр гарч ирж буй зах зээлийн тэлэлт
"Бүс ба Зам" санаачилгын хүрээнд Хятадын бал чулуун үйлдвэрлэлийн компаниуд технологио Зүүн Өмнөд Ази, Африк болон бусад бүс нутагт экспортолж, худалдааны саад бэрхшээлээс зайлсхийхийн тулд орон нутгийн үйлдвэрлэлийн баазуудыг байгуулсан. Жишээлбэл, Малайзад шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн орон нутгийн эрэлтийг хангахын тулд бал чулуун анодын материалын үйлдвэрлэлийн бааз байгуулагдаж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 8-р сарын 22