Цвёрдацельныя акумулятары — гэта тып акумулятараў, у якіх выкарыстоўваюцца цвёрдыя электроды і электраліты, у адрозненне ад вадкіх або палімерных гелевых электралітаў, якія выкарыстоўваюцца ў традыцыйных літый-іённых акумулятарах. Яны маюць больш высокую шчыльнасць энергіі, хутчэйшы час зарадкі і павышаную бяспеку ў параўнанні з традыцыйнымі акумулятарамі.
Ці выкарыстоўваюць цвёрдацельныя акумулятары літый?
Так, зараз большасць цвёрдацельных акумулятараў, якія зараз распрацоўваюцца, выкарыстоўваюць літый у якасці асноўнага элемента.
Вядома, у якасці электраліта ў цвёрдацельных акумулятарах могуць выкарыстоўвацца розныя матэрыялы, у тым ліку літый. Аднак у якасці электраліта ў цвёрдацельных акумулятарах могуць выкарыстоўвацца і іншыя матэрыялы, такія як натрый, сера або кераміка.
У цэлым, выбар электраліта залежыць ад розных фактараў, такіх як прадукцыйнасць, бяспека, кошт і даступнасць. Цвёрдацельныя літыевыя батарэі з'яўляюцца перспектыўнай тэхналогіяй для захоўвання энергіі наступнага пакалення дзякуючы высокай шчыльнасці энергіі, працягламу тэрміну службы і павышанай бяспецы.
Як працуюць цвёрдацельныя акумулятары?
У цвёрдацельных акумулятарах для пераносу іонаў паміж электродамі (анодам і катодам) выкарыстоўваецца цвёрды электраліт замест вадкага. Электраліт звычайна вырабляюць з керамічнага, шклянога або палімернага матэрыялу, які з'яўляецца хімічна стабільным і праводным.
Калі цвёрдацельны акумулятар зараджаецца, электроны выцягваюцца з катода і транспартуюцца праз цвёрды электраліт да анода, ствараючы паток току. Калі акумулятар разраджаецца, паток току змяняецца на адваротны, прычым электроны рухаюцца ад анода да катода.
Цвёрдацельныя акумулятары маюць некалькі пераваг перад традыцыйнымі. Яны бяспечнейшыя, бо цвёрды электраліт менш схільны да ўцечкі або выбуху, чым вадкія электраліты. Яны таксама маюць больш высокую шчыльнасць энергіі, гэта значыць, могуць захоўваць больш энергіі ў меншым аб'ёме.
Аднак, у сувязі з цвёрдацельнымі акумулятарамі, усё яшчэ існуе шэраг праблем, якія неабходна вырашыць, у тым ліку высокі кошт вытворчасці і абмежаваная ёмістасць. Даследаванні па распрацоўцы лепшых матэрыялаў для цвёрдацельных электралітаў і паляпшэнні прадукцыйнасці і тэрміну службы цвёрдацельных акумулятараў працягваюцца.
Колькі кампаній, якія вырабляюць цвёрдацельныя акумулятары, зараз на рынку?
У цяперашні час існуе некалькі кампаній, якія распрацоўваюць цвёрдацельныя акумулятары:
1. Квантавы ландшафт:Стартап, заснаваны ў 2010 годзе, які прыцягнуў інвестыцыі ад Volkswagen і Біла Гейтса. Яны сцвярджаюць, што распрацавалі цвёрдацельную батарэю, якая можа павялічыць запас ходу электрамабіля больш чым на 80%.
2. Таёта:Японскі аўтавытворца працуе над цвёрдацельнымі акумулятарамі ўжо некалькі гадоў і плануе запусціць іх у вытворчасць да пачатку 2020-х гадоў.
3. Фіскер:Стартап па распрацоўцы раскошных электрамабіляў супрацоўнічае з даследчыкамі з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Лос-Анджэлесе для распрацоўкі цвёрдацельных акумулятараў, якія, як яны сцвярджаюць, значна павялічаць запас ходу іх аўтамабіляў.
4. БМВ:Нямецкі аўтавытворца таксама працуе над цвёрдацельнымі акумулятарамі і супрацоўнічае з каларадскім стартапам Solid Power для іх распрацоўкі.
5. Самсунг:Карэйскі гігант электронікі распрацоўвае цвёрдацельныя акумулятары для выкарыстання ў смартфонах і іншых электронных прыладах.
Ці будуць цвёрдацельныя акумулятары выкарыстоўвацца для захоўвання сонечнай энергіі ў будучыні?
Цвёрдацельныя акумулятары маюць патэнцыял зрабіць рэвалюцыю ў галіне захоўвання энергіі для сонечных прылад. У параўнанні з традыцыйнымі літый-іённымі акумулятарамі, цвёрдацельныя акумулятары прапануюць больш высокую шчыльнасць энергіі, хутчэйшы час зарадкі і павышаную бяспеку. Іх выкарыстанне ў сістэмах захоўвання сонечнай энергіі можа павысіць агульную эфектыўнасць, знізіць выдаткі і зрабіць аднаўляльныя крыніцы энергіі больш даступнымі. Даследаванні і распрацоўкі ў галіне тэхналогіі цвёрдацельных акумулятараў працягваюцца, і магчыма, што гэтыя акумулятары могуць стаць асноўным рашэннем для захоўвання сонечнай энергіі ў будучыні. Але цяпер цвёрдацельныя акумулятары спецыяльна распрацаваны для прымянення ў электрамабілях.
Toyota распрацоўвае цвёрдацельныя акумулятары праз Prime Planet Energy & Solutions Inc., сумеснае прадпрыемства з Panasonic, якое пачало працаваць у красавіку 2020 года і мае каля 5100 супрацоўнікаў, у тым ліку 2400 у кітайскай даччынай кампаніі, але пакуль што вытворчасць даволі абмежаваная, і спадзяюцца павялічыць яе да 2025 года, калі для гэтага надыдзе час.
Калі з'явяцца цвёрдацельныя акумулятары?
У нас няма доступу да апошніх навін і абнаўленняў адносна даступнасці цвёрдацельных акумулятараў. Аднак некалькі кампаній працуюць над распрацоўкай цвёрдацельных акумулятараў, і некаторыя з іх абвясцілі, што плануюць выпусціць іх да 2025 года ці пазней. Аднак важна адзначыць, што тэрміны даступнасці цвёрдацельных акумулятараў могуць адрознівацца ў залежнасці ад розных фактараў, такіх як тэхналагічныя праблемы і адабрэнне рэгулюючых органаў.
Час публікацыі: 03 чэрвеня 2023 г.