V současné době neexistuje žádné schůdné řešení problému odpojení polovodičových baterií, a to z důvodu probíhajícího výzkumu a vývoje, který představuje řadu nevyřešených technických, ekonomických a komerčních problémů. Vzhledem k současným technickým omezením je masová výroba stále vzdáleným cílem a polovodičové baterie zatím nejsou na trhu dostupné.
Co brání vývoji polovodičových baterií?
Pevné bateriepoužít pevný elektrolyt místo kapalného elektrolytu, který se nachází v tradičníchlithium-iontové baterieKonvenční kapalné lithiové baterie se skládají ze čtyř základních komponent: kladné elektrody, záporné elektrody, elektrolytu a separátoru. Naproti tomu pevné baterie používají pevný elektrolyt místo konvenční kapalné verze.
Vzhledem k velkému potenciálu této technologie polovodičových baterií, proč dosud nebyla uvedena na trh? Přechod z laboratoře do komercializace totiž čelí dvěma výzvám:technická proveditelnostaekonomická životaschopnost.
- 1. Technická proveditelnost: Jádrem polovodičové baterie je nahrazení kapalného elektrolytu pevným elektrolytem. Udržení stability na rozhraní mezi pevným elektrolytem a materiálem elektrody však představuje značnou výzvu. Nedostatečný kontakt může vést ke zvýšení odporu, a tím ke snížení výkonu baterie. Pevné elektrolyty navíc trpí nižší iontovou vodivostí a pomalejším nabíjením.lithium-iontovámobilita, což vede k pomalejším rychlostem nabíjení a vybíjení.
- Výrobní proces je navíc složitější. Například sulfidové pevné elektrolyty musí být vyráběny pod ochranou inertního plynu, aby se zabránilo reakcím vlhkosti ve vzduchu, které produkují toxické plyny. Tento nákladný a technicky náročný proces v současné době brání proveditelnosti hromadné výroby. Laboratorní testovací podmínky se navíc často výrazně liší od reálného prostředí, což způsobuje, že mnoho technologií není schopno dosáhnout očekávaných výsledků.
- 2. Ekonomická životaschopnost:Cena plně polovodičových baterií je několikanásobně vyšší než u tradičních kapalných lithiových baterií a cesta k jejich komercializaci je plná obtíží. Přestože teoreticky vykazují vyšší bezpečnost, v praxi se pevný elektrolyt může při vysokých teplotách rozkládat, což vede ke snížení výkonu baterie nebo dokonce k jejímu selhání.
- Kromě toho se během nabíjení a vybíjení mohou tvořit dendrity, které propíchnou separátor a způsobí zkraty, a dokonce i výbuchy, což značně zvýší bezpečnost a spolehlivost. Navíc, když se maloobjemový výrobní proces rozšíří na průmyslovou výrobu, náklady prudce vzrostou.
Kdy dorazí polovodičové baterie?
Očekává se, že polovodičové baterie najdou uplatnění především ve špičkové spotřební elektronice, malých elektromobilech (EV) a v odvětvích s přísnými požadavky na výkon a bezpečnost, jako je letecký průmysl. Polovodičové baterie, které jsou v současnosti na trhu k dispozici, jsou však stále v raných fázích marketingu.
Významné automobilové společnosti avýrobci lithiových bateriíSpolečnosti jako SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD a EVE aktivně vyvíjejí polovodičové baterie. Nicméně na základě jejich nejnovějších výrobních plánů je nepravděpodobné, že by plnohodnotná hromadná výroba polovodičových baterií začala nejdříve v letech 2026–2027. Dokonce i Toyota musela svůj časový harmonogram několikrát revidovat a nyní plánuje zahájit hromadnou výrobu v roce 2030.
Je důležité si uvědomit, že časový harmonogram dostupnosti polovodičových baterií se může lišit v důsledku různých faktorů, jako jsou technologické výzvy a schválení regulačními orgány.
Klíčové aspekty pro spotřebitele
Při pečlivém sledování pokroku vlithiová baterie v pevné fáziV této oblasti je pro spotřebitele zásadní zůstat ostražití a nenechat se zmást povrchně oslnivými informacemi. Ačkoli skutečné inovace a technologické průlomy stojí za to očekávat, jejich ověření vyžaduje čas. Doufejme, že s pokrokem technologií a zráním trhu se v budoucnu objeví bezpečnější a dostupnější nová energetická řešení.
⭐ Klikněte níže a dozvíte se více o polovodičové baterii:
Čas zveřejnění: 30. října 2024