Čvrste baterije su vrsta baterije koja koristi čvrste elektrode i elektrolite, za razliku od tekućih ili polimernih gel elektrolita koji se koriste u tradicionalnim litijum-jonskim baterijama. Imaju veću gustinu energije, brže vrijeme punjenja i poboljšanu sigurnost u poređenju s tradicionalnim baterijama.
Da li baterije u čvrstom stanju koriste litijum?
Da, većina solid-state baterija koje su trenutno u razvoju koriste litijum kao primarni element.
Svakako, baterije u čvrstom stanju mogu koristiti različite materijale kao elektrolit, uključujući litijum. Međutim, baterije u čvrstom stanju mogu koristiti i druge materijale poput natrijuma, sumpora ili keramike kao elektrolit.
Općenito, izbor elektrolitnog materijala ovisi o različitim faktorima kao što su performanse, sigurnost, cijena i dostupnost. Litijumske baterije u čvrstom stanju su obećavajuća tehnologija za skladištenje energije sljedeće generacije zbog visoke gustoće energije, dugog vijeka trajanja i poboljšane sigurnosti.
Kako funkcionišu baterije u čvrstom stanju?
Čvrste baterije koriste čvrsti elektrolit umjesto tečnog elektrolita za prenos jona između elektroda (anode i katode) baterije. Elektrolit je obično napravljen od keramike, stakla ili polimernog materijala koji je hemijski stabilan i provodljiv.
Kada se baterija u čvrstom stanju puni, elektroni se izvlače sa katode i prenose kroz čvrsti elektrolit do anode, stvarajući tok struje. Kada se baterija prazni, tok struje je obrnut, pri čemu se elektroni kreću od anode ka katodi.
Čvrste baterije imaju nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne baterije. Sigurnije su, jer je čvrsti elektrolit manje sklon curenju ili eksploziji nego tečni elektroliti. Također imaju veću gustoću energije, što znači da mogu pohraniti više energije u manjoj zapremini.
Međutim, još uvijek postoje neki izazovi koje treba riješiti kod baterija u čvrstom stanju, uključujući visoke troškove proizvodnje i ograničen kapacitet. Istraživanja su u toku s ciljem razvoja boljih materijala za čvrste elektrolite i poboljšanja performansi i vijeka trajanja baterija u čvrstom stanju.
Koliko kompanija za proizvodnju baterija sa čvrstim stanjem trenutno ima na tržištu?
Postoji nekoliko kompanija koje trenutno razvijaju solid state baterije:
1. Kvantni pejzaž:Startup osnovan 2010. godine koji je privukao investicije od Volkswagena i Billa Gatesa. Tvrde da su razvili bateriju u čvrstom stanju koja može povećati domet električnog vozila za preko 80%.
2. Toyota:Japanski proizvođač automobila već nekoliko godina radi na baterijama u čvrstom stanju i cilj mu je da ih počne proizvoditi do početka 2020-ih.
3. Fisker:Startup za luksuzna električna vozila koji sarađuje s istraživačima na UCLA-u kako bi razvili baterije u čvrstom stanju za koje tvrde da će drastično povećati domet njihovih vozila.
4. BMW:Njemački proizvođač automobila također radi na baterijama u čvrstom stanju i udružio se sa Solid Powerom, startupom sa sjedištem u Coloradu, kako bi ih razvio.
5. Samsung:Korejski elektronski gigant razvija baterije u čvrstom stanju za upotrebu u pametnim telefonima i drugim elektronskim uređajima.
Hoće li se solid state baterije koristiti za skladištenje solarne energije u budućnosti?
Čvrste baterije imaju potencijal da revolucioniraju skladištenje energije za solarne primjene. U poređenju sa tradicionalnim litij-ionskim baterijama, čvrste baterije nude veću gustinu energije, brže vrijeme punjenja i povećanu sigurnost. Njihova upotreba u sistemima za skladištenje solarne energije mogla bi poboljšati ukupnu efikasnost, smanjiti troškove i učiniti obnovljivu energiju dostupnijom. Istraživanje i razvoj tehnologije čvrstih baterija su u toku i moguće je da bi ove baterije mogle postati glavno rješenje za skladištenje solarne energije u budućnosti. Ali sada su čvrste baterije posebno dizajnirane za primjenu u električnim vozilima.
Toyota razvija baterije u čvrstom stanju putem kompanije Prime Planet Energy & Solutions Inc., zajedničkog preduzeća sa Panasonicom koje je započelo s radom u aprilu 2020. godine i ima oko 5.100 zaposlenih, uključujući 2.400 u kineskoj podružnici, ali i dalje sa prilično ograničenom proizvodnjom sada i nadom da će do 2025. godine, kada za to dođe vrijeme, imati veći udio.
Kada će solid state baterije biti dostupne?
Nemamo pristup najnovijim vijestima i ažuriranjima u vezi s dostupnošću solid-state baterija. Međutim, nekoliko kompanija radi na razvoju solid-state baterija, a neke su najavile da planiraju da ih lansiraju do 2025. godine ili kasnije. Međutim, ključno je napomenuti da vremenski okvir za dostupnost solid-state baterija može varirati ovisno o različitim faktorima, kao što su tehnološki izazovi i regulatorna odobrenja.
Vrijeme objave: 03.06.2023.