Möge dieser Batterie auch in Zukunft eine glänzende Zukunft bevorstehen.

Die Lithiumbatterieindustrie meines Landes hat eine bemerkenswerte Entwicklung durchgemacht und nimmt eine wichtige Position auf dem Weltmarkt ein. Allerdings steht die Lithiumbatterieindustrie noch immer vor zahlreichen Herausforderungen, darunter drastische Schwankungen der Rohstoffpreise in der Lieferkette, unzureichende Verbindungen zwischen vor- und nachgelagerten Industrien sowie unlauterer Marktwettbewerb.

Als Reaktion auf diese Herausforderungen hat die chinesische Regierung begonnen, eine Reihe von Maßnahmen zu ergreifen, um eine gesunde und stabile Entwicklung der Lithiumbatterieindustrie sicherzustellen. Dazu gehören die Förderung einer koordinierten Entwicklung innerhalb der Branche, die Stärkung der Produktionskapazität und der Investitionsaufsicht sowie eine verbesserte Überwachung der Produktqualität. Derzeit gibt es drei Hauptfaktoren, die die qualitativ hochwertige Entwicklung der Lithiumbatterieindustrie bestimmen:

Die Entwicklung positiver Elektrodenmaterialien ist der Kern der Verbesserung der Batterieleistung

In der aktuellen Lithium-Ionen-Batterieindustrie ist die Innovation und Entwicklung positiver Elektrodenmaterialien der Kern der Verbesserung der Batterieleistung. Das Material der positiven Elektrode wirkt sich direkt auf die Energiedichte, Sicherheit, Lebensdauer und Leistung der Batterie bei niedrigen Temperaturen aus und ist daher zu einem heißen Thema in der Batterietechnologieforschung geworden.

Ternäre Materialien (wie NCM und NCA) und Lithiumeisenphosphat (LiFePO₄) sind die gängigsten positiven Elektrodenmaterialien auf dem Markt. Ternäre Materialien werden aufgrund ihrer hohen Energiedichte häufig in Elektrofahrzeugen der oberen Preisklasse verwendet, während Lithiumeisenphosphat aufgrund seines Kostenvorteils und seiner hohen Sicherheit für die Märkte der mittleren und unteren Preisklasse sowie für die Energiespeicherung geeignet ist.

Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Mit dem kontinuierlichen technologischen Fortschritt konzentriert sich die Entwicklung positiver Elektrodenmaterialien hauptsächlich auf die Erhöhung der Energiedichte, die Verbesserung der Sicherheitsleistung und die Verlängerung der Batterielebensdauer. Beispielsweise verbessern ternäre Kathodenmaterialien mit hohem Nickelgehalt die Energiedichte durch Erhöhung des Nickelgehalts bei gleichzeitiger Reduzierung des Kobaltgehalts, um Kosten und Umweltbelastung zu senken. Dies führt jedoch auch zu einer schlechten strukturellen und thermischen Stabilität der Elektroden sowie zu einer verringerten Zyklenstabilität der Batterie. Daher sind weitere Materialinnovationen und Prozessverbesserungen erforderlich, um die Sicherheit und langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Innovationen bei positiven Elektrodenmaterialien sind für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterieindustrie von entscheidender Bedeutung. Dies betrifft nicht nur die Verbesserung der Batterieleistung, sondern wirkt sich auch auf die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt und die nachhaltige Entwicklung der gesamten Branche aus. Durch die kontinuierliche Entwicklung neuer Materialien und Technologien wird die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien weiter optimiert und verbessert.

Innovation patentierter Technologien ist der Schlüssel zur Förderung der Branchenentwicklung

Die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterieindustrie wird sowohl durch Fortschritte in der Materialtechnologie als auch durch Innovationen in der Patenttechnologie vorangetrieben. In den letzten Jahren hat die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterietechnologie mit der rasanten Entwicklung des Marktes für Fahrzeuge mit alternativer Antriebsenergie einen neuen Höchststand erreicht. Die großen Batteriehersteller haben ihre Investitionen in Forschung und Entwicklung erhöht und konkurrieren um die Führung in puncto Batterieleistung, Sicherheit, Kosten und patentierter Technologie.

Patentdaten zeigen, dass die Patentaktivität im Bereich Batterien und anderer Energiespeichertechnologien zwischen 2005 und 2018 jährlich um durchschnittlich 14 % zunahm, also viermal so viel wie der Durchschnitt aller Technologiesektoren. Dieses Wachstum ist vor allem auf die Fortschritte bei der Technologie wiederaufladbarer Lithium-Ionen-Batterien zurückzuführen, insbesondere in den Bereichen Unterhaltungselektronik und Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie.

Die Nachfrage nach Elektromobilität hat zur Entwicklung leistungsstarker Lithium-Ionen-Technologie geführt, um die Energiedichte, Lebensdauer, Lade- und Entladegeschwindigkeit sowie das Tieftemperaturverhalten der Batterie zu verbessern. Um erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie besser in das Stromnetz zu integrieren, wurde außerdem die Weiterentwicklung der Energiespeicherbatterietechnologie vorangetrieben.

Das Funktionsprinzip des Entlade- und Ladevorgangs einer Lithium-Ionen-Batterie. Quelle: studiousguy.com

Im Patentbereich steigt die Zahl der Patentanmeldungen für Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien weiterhin an: Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien gelten als die Hauptentwicklungsrichtung der Zukunft, da sie Vorteile hinsichtlich Sicherheit, Energiedichte und Betrieb in einem weiten Temperaturbereich bieten.

Laut den öffentlichen Patentanmeldungsdaten gibt es fast 1.900 Patentanmeldungen für Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien. Seit 2020 liegt die Zahl der Patentanmeldungen für Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien bei über 1.000, was mehr als 50 % entspricht. Die durchschnittliche jährliche Zahl der Bewerbungen liegt weiterhin zwischen 250 und 300 und zeigt von Jahr zu Jahr eine steigende Tendenz.

Die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterieindustrie beruht auf kontinuierlichen Innovationen bei Materialien und Prozessen. Die Innovation patentierter Technologien spielt in diesem Prozess eine Schlüsselrolle. Sie fördert nicht nur den technologischen Fortschritt, sondern unterstützt Unternehmen auch dabei, ihre führende Position in einem zunehmend wettbewerbsorientierten Markt zu sichern. Es wird erwartet, dass sich diese Innovationstätigkeit mit der Weiterentwicklung der Markt- und Technologieanforderungen weiter beschleunigt.

Die Optimierung des Talent-Layouts ist eine Strategie für nachhaltige Entwicklung

Die Lithiumbatterieindustrie meines Landes befindet sich in einer Phase rasanter Entwicklung, daher ist die Talentverteilung von entscheidender Bedeutung. Einige Strategien für den Einsatz von Talenten in China im Bereich der Materialwissenschaften, beispielsweise Lithiumbatterien:

1

Wissenschaftliche und technologische Errungenschaften steigern die Produktivität

Unternehmen sollten intensiv an neuen Technologien, neuen Materialien und neuen Produkten forschen und entwickeln, um qualitativ hochwertige Produkte und fortschrittliche Technologien zu schaffen. Dies verbessert nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt, sondern ist auch der Schlüssel zur Gewinnung und Bindung talentierter Mitarbeiter.

2

Top-Talente einführen und fördern

Unternehmen sollten aktiv hochqualifizierte Fachkräfte einstellen und gleichzeitig lokale Talente fördern. Einige Pioniere der heimischen Batterieindustrie haben erfolgreich eine Reihe hochkarätiger Experten aus dem In- und Ausland in ihr Unternehmen aufgenommen und damit ein Beispiel für Batterieunternehmen gesetzt.

3

Etablierung eines Mechanismus zur Talentschulung und -bewertung

Planen und sortieren Sie relevante Positionen in der Lithiumbatterieindustrie, klassifizieren und formulieren Sie Talentstandards in den Bereichen Lithiumbatterien und andere Materialien und richten Sie einen standardisierten Mechanismus zur Talentschulung und -bewertung ein, um die Qualität der Talente sicherzustellen.

4

Talente halten

Sorgen Sie für ein gutes Talentumfeld und gehen Sie dabei von zwei Aspekten aus: der Entwicklung der Mitarbeiter und der Lösung ihrer Sorgen. Sorgen Sie durch eine offene und integrative Haltung für Schutz und Ressourcen für Talente.

Kurz gesagt: Eine gesunde Organisation kann nicht nur Talente anziehen, sondern auch Talente fördern und Unternehmen dabei helfen, eine qualitativ hochwertige und nachhaltige Entwicklung zu erreichen.

Wie sollte unser Land zukünftige Entwicklungstrends planen?

Obwohl China bei der Entwicklung der Lithiumbatterieindustrie im Vorteil ist, ist die Frage, wie die Marktstabilität gewahrt und Überkapazitäten vermieden werden können, während gleichzeitig ein nachhaltiges und schnelles Wachstum der Branche gefördert werden kann, zu einer wichtigen Frage geworden, die sorgfältiger Überlegung bedarf.

Angesichts des fortschreitenden technologischen Fortschritts und der sich ändernden Marktnachfrage konzentrieren sich Forschung und Entwicklung im Bereich der Lithiumbatterien auf mehrere wichtige Trends, die die zukünftige Entwicklungsrichtung der Lithiumbatterietechnologie vorhersagen:

1

Verbessern Sie die Batterieleistung

Zukünftige Lithiumbatterien werden sich in Richtung höherer Energiedichte, längerer Lebensdauer und schnellerer Ladegeschwindigkeit weiterentwickeln. Dies muss durch die Entwicklung neuer Materialien und Innovationen im Batterieaufbau erreicht werden.

2

Verbesserte Sicherheit

Bei der Entwicklung der Lithiumbatterietechnologie wird die Sicherheit weiterhin eine zentrale Rolle spielen. Forscher entwickeln neue Batteriemanagement- und Überwachungssysteme sowie integrierte Schutzmechanismen, um Probleme wie Überladung, Überhitzung und Kurzschlüsse zu verhindern. Darüber hinaus können potenzielle Sicherheitsrisiken durch die Verbesserung von Batteriematerialien und Strukturdesign weiter reduziert werden.

3

Kosten senken

Um die Lithiumbatterietechnologie in verschiedenen Bereichen weiter zu verbreiten, ist es notwendig, die Kosten zu senken. Dies kann durch eine Verbesserung der Produktionseffizienz, den Einsatz kostengünstigerer Rohstoffe und die Optimierung der Recycling- und Wiederverwendungsprozesse von Batterien erreicht werden. Die Kostensenkung wird dazu beitragen, die Einführung von Elektrofahrzeugen und den Einsatz erneuerbarer Energiesysteme zu beschleunigen.

4

Umweltfreundliche Technologie

Da Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung weltweit immer mehr Beachtung finden, wird die Entwicklung umweltfreundlicherer Lithiumbatterietechnologien immer wichtiger. Hierzu gehört die Verwendung nachhaltigerer oder biologisch abbaubarerer Materialien zur Herstellung von Batterien, die Verbesserung der Recyclingfähigkeit von Batterien und die Entwicklung effizienterer Recyclingtechnologien zur Verringerung der Umweltbelastung.

Abschluss

Da die weltweite Nachfrage nach nachhaltiger Energie weiter steigt, spielen kontinuierliche Forschung und Innovation eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung der Energietechnologie. Als wichtiger Bestandteil aktueller Energielösungen ist die Entwicklung und Verbesserung der Lithiumbatterietechnologie der Schlüssel zur Schaffung eines effizienteren, sichereren und umweltfreundlicheren Energiesystems. Indem wir die Batterieleistung kontinuierlich optimieren, die Sicherheitsstandards erhöhen, die Produktionskosten senken und die Umweltbelastung minimieren, können wir sicherstellen, dass die Lithium-Ionen-Batterietechnologie auch in der zukünftigen Energielandschaft eine zentrale Rolle spielt.

Um die globalen Ziele für eine nachhaltige Entwicklung zu erreichen, müssen wir daher weiterhin in Forschung und Innovation im Bereich der Energietechnologien wie Lithiumbatterien investieren, um kontinuierlich weiteres Potenzial zu erforschen und freizusetzen. Solche Bemühungen werden nicht nur den technologischen Fortschritt fördern, sondern auch das Wirtschaftswachstum und den Umweltschutz unterstützen und so eine grünere und nachhaltigere Welt für künftige Generationen schaffen.

Planung und Produktion

Autor: Denovo Team Science Team

Gutachter: Shi Haodong, Associate Researcher, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Planung – Ding Zong

Herausgeber: Ding Zong