В момента няма жизнеспособно решение на проблема с прекъсването на връзката на твърдотелните батерии поради текущия етап на научноизследователска и развойна дейност, който представлява различни нерешени технически, икономически и търговски предизвикателства. Предвид настоящите технически ограничения, масовото производство все още е далечна цел и твърдотелните батерии все още не са налични на пазара.
Какво възпрепятства развитието на твърдотелни батерии?
Твърдотелни батерииизползвайте твърд електролит вместо течния електролит, който се намира в традиционнителитиево-йонни батерииКонвенционалните течни литиеви батерии се състоят от четири основни компонента: положителен електрод, отрицателен електрод, електролит и сепаратор. За разлика от тях, твърдотелните батерии използват твърд електролит вместо конвенционалния течен аналог.
Предвид големия потенциал на тази технология за твърдотелни батерии, защо тя все още не е представена на пазара? Защото преходът от лабораторно към комерсиално приложение е изправен пред две предизвикателства:техническа осъществимостиикономическа жизнеспособност.
- 1. Техническа осъществимост: Основното в твърдотелни батерии е да се замени течният електролит с твърд електролит. Поддържането на стабилност на границата между твърдия електролит и материала на електрода обаче представлява значително предизвикателство. Недостатъчният контакт може да доведе до повишено съпротивление, като по този начин намали производителността на батерията. Освен това, твърдите електролити страдат от по-ниска йонна проводимост и по-бавно зареждане.литиево-йоннамобилност, което води до по-бавни скорости на зареждане и разреждане.
- Освен това, производственият процес е по-сложен. Например, твърдите сулфидни електролити трябва да се произвеждат под защита от инертен газ, за да се предотвратят реакции на влага във въздуха, които генерират токсични газове. Този скъп и технически сложен процес в момента възпрепятства осъществимостта на масовото производство. Освен това, лабораторните условия на изпитване често се различават значително от реалните условия, което кара много технологии да не могат да постигнат очакваните резултати.
- 2. Икономическа жизнеспособност:Цената на изцяло твърдотелните батерии е няколко пъти по-висока от тази на традиционните течно-литиеви батерии и пътят до комерсиализацията им е изпълнен с трудности. Въпреки че на теория те са с по-висока безопасност, на практика твърдият електролит може да се разгради при високи температури, което води до намалена производителност на батерията или дори до повреда.
- Освен това, по време на процеса на зареждане и разреждане могат да се образуват дендрити, които да пробият сепаратора, да причинят късо съединение и дори експлозии, което прави безопасността и надеждността сериозен проблем. Освен това, когато дребномащабният производствен процес се разшири за промишлено производство, разходите ще се увеличат драстично.
Кога ще се появят твърдотелните батерии?
Очаква се твърдотелните батерии да намерят основно приложение във висок клас потребителска електроника, малки електрически превозни средства (EV) и индустрии със строги изисквания за производителност и безопасност, като например аерокосмическата индустрия. Твърдотелните батерии, предлагани в момента на пазара, обаче все още са в ранните етапи на концептуалното им предлагане на пазара.
Известни автомобилни компании ипроизводители на литиеви батерииКато SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD и EVE, активно разработват твърдотелни батерии. Въпреки това, въз основа на последните им производствени графици, е малко вероятно пълномащабното масово производство на твърдотелни батерии да започне най-рано преди 2026-2027 г. Дори Toyota е трябвало да преразгледа графика си няколко пъти и сега планира да започне масово производство през 2030 г.
Важно е да се отбележи, че сроковете за наличност на твърдотелни батерии може да варират поради различни фактори, като например технологични предизвикателства и регулаторно одобрение.
Ключови съображения за потребителите
Докато следи отблизо напредъка втвърдотелна литиева батерияВ тази област е изключително важно потребителите да останат бдителни и да не се поддават на повърхностно ослепителна информация. Въпреки че си струва да се очакват истински иновации и технологични пробиви, те изискват време за проверка. Да се надяваме, че с напредването на технологиите и узряването на пазара в бъдеще ще се появят по-сигурни и достъпни нови енергийни решения.
⭐ Кликнете по-долу, за да научите повече за твърдотелните батерии:
Време на публикуване: 30 октомври 2024 г.