Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι ένας τύπος μπαταρίας που χρησιμοποιεί στερεά ηλεκτρόδια και ηλεκτρολύτες, σε αντίθεση με τους υγρούς ή πολυμερείς ηλεκτρολύτες σε μορφή γέλης που χρησιμοποιούνται στις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Έχουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, ταχύτερους χρόνους φόρτισης και βελτιωμένη ασφάλεια σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες.
Χρησιμοποιούν οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης λιθίου;
Ναι, τώρα οι περισσότερες μπαταρίες στερεάς κατάστασης που βρίσκονται υπό ανάπτυξη χρησιμοποιούν λίθιο ως κύριο στοιχείο.
Βεβαίως, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν να χρησιμοποιήσουν διάφορα υλικά ως ηλεκτρολύτη, συμπεριλαμβανομένου του λιθίου. Ωστόσο, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν άλλα υλικά όπως νάτριο, θείο ή κεραμικά ως ηλεκτρολύτη.
Γενικά, η επιλογή του υλικού ηλεκτρολύτη εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως η απόδοση, η ασφάλεια, το κόστος και η διαθεσιμότητα. Οι μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης αποτελούν μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την αποθήκευση ενέργειας επόμενης γενιάς λόγω της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της μεγάλης διάρκειας ζωής και της βελτιωμένης ασφάλειας.
Πώς λειτουργούν οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης;
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούν έναν στερεό ηλεκτρολύτη αντί για έναν υγρό ηλεκτρολύτη για τη μεταφορά ιόντων μεταξύ των ηλεκτροδίων (άνοδος και κάθοδος) της μπαταρίας. Ο ηλεκτρολύτης συνήθως κατασκευάζεται από κεραμικό, γυαλί ή πολυμερές υλικό που είναι χημικά σταθερό και αγώγιμο.
Όταν φορτίζεται μια μπαταρία στερεάς κατάστασης, ηλεκτρόνια αντλούνται από την κάθοδο και μεταφέρονται μέσω του στερεού ηλεκτρολύτη στην άνοδο, δημιουργώντας μια ροή ρεύματος. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, η ροή του ρεύματος αντιστρέφεται, με τα ηλεκτρόνια να κινούνται από την άνοδο στην κάθοδο.
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις παραδοσιακές μπαταρίες. Είναι ασφαλέστερες, καθώς ο στερεός ηλεκτρολύτης είναι λιγότερο επιρρεπής σε διαρροές ή εκρήξεις από τους υγρούς ηλεκτρολύτες. Έχουν επίσης υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, που σημαίνει ότι μπορούν να αποθηκεύσουν περισσότερη ενέργεια σε μικρότερο όγκο.
Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν με τις μπαταρίες στερεάς κατάστασης, όπως το υψηλό κόστος κατασκευής και η περιορισμένη χωρητικότητα. Η έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη για την ανάπτυξη καλύτερων υλικών στερεών ηλεκτρολυτών και τη βελτίωση της απόδοσης και της διάρκειας ζωής των μπαταριών στερεάς κατάστασης.
Πόσες εταιρείες μπαταριών στερεάς κατάστασης κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά;
Υπάρχουν αρκετές εταιρείες που αναπτύσσουν αυτήν τη στιγμή μπαταρίες στερεάς κατάστασης:
1. Κβαντικό Τοπίο:Μια νεοσύστατη επιχείρηση που ιδρύθηκε το 2010 και έχει προσελκύσει επενδύσεις από την Volkswagen και τον Bill Gates. Ισχυρίζονται ότι έχουν αναπτύξει μια μπαταρία στερεάς κατάστασης που μπορεί να αυξήσει την αυτονομία ενός ηλεκτρικού οχήματος κατά 80%.
2. Toyota:Η ιαπωνική αυτοκινητοβιομηχανία εργάζεται πάνω σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης εδώ και αρκετά χρόνια και στοχεύει να τις θέσει σε παραγωγή στις αρχές της δεκαετίας του 2020.
3. Φίσκερ:Μια νεοσύστατη εταιρεία πολυτελών ηλεκτρικών οχημάτων που συνεργάζεται με ερευνητές στο UCLA για την ανάπτυξη μπαταριών στερεάς κατάστασης που, όπως ισχυρίζονται, θα αυξήσουν δραστικά την αυτονομία των οχημάτων τους.
4. BMW:Η γερμανική αυτοκινητοβιομηχανία εργάζεται επίσης πάνω σε μπαταρίες στερεάς κατάστασης και έχει συνεργαστεί με την Solid Power, μια νεοσύστατη εταιρεία με έδρα το Κολοράντο, για την ανάπτυξή τους.
5. Samsung:Ο κορεατικός γίγαντας των ηλεκτρονικών ειδών αναπτύσσει μπαταρίες στερεάς κατάστασης για χρήση σε smartphones και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.
Εάν οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης θα χρησιμοποιηθούν για ηλιακή αποθήκευση στο μέλλον;
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης έχουν τη δυνατότητα να φέρουν επανάσταση στην αποθήκευση ενέργειας για ηλιακές εφαρμογές. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης προσφέρουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, ταχύτερους χρόνους φόρτισης και αυξημένη ασφάλεια. Η χρήση τους σε ηλιακά συστήματα αποθήκευσης θα μπορούσε να βελτιώσει τη συνολική απόδοση, να μειώσει το κόστος και να καταστήσει την ανανεώσιμη ενέργεια πιο προσβάσιμη. Η έρευνα και η ανάπτυξη στην τεχνολογία μπαταριών στερεάς κατάστασης βρίσκονται σε εξέλιξη και είναι πιθανό αυτές οι μπαταρίες να γίνουν μια κυρίαρχη λύση για την ηλιακή αποθήκευση στο μέλλον. Αλλά τώρα, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι ειδικά σχεδιασμένες για την εφαρμογή σε ηλεκτρικά οχήματα.
Η Toyota αναπτύσσει τις μπαταρίες στερεάς κατάστασης μέσω της Prime Planet Energy & Solutions Inc., μιας κοινοπραξίας με την Panasonic που ξεκίνησε τη λειτουργία της τον Απρίλιο του 2020 και απασχολεί περίπου 5.100 υπαλλήλους, συμπεριλαμβανομένων 2.400 σε μια κινεζική θυγατρική, αλλά εξακολουθεί να έχει αρκετά περιορισμένη παραγωγή προς το παρόν και ελπίζει σε μεγαλύτερο μερίδιο έως το 2025, όταν έρθει η κατάλληλη στιγμή.
Πότε θα είναι διαθέσιμες οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης;
Δεν έχουμε πρόσβαση στα τελευταία νέα και ενημερώσεις σχετικά με τη διαθεσιμότητα μπαταριών στερεάς κατάστασης. Ωστόσο, αρκετές εταιρείες εργάζονται για την ανάπτυξη μπαταριών στερεάς κατάστασης και ορισμένες έχουν ανακοινώσει ότι σχεδιάζουν να τις κυκλοφορήσουν έως το 2025 ή αργότερα. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το χρονοδιάγραμμα για τη διαθεσιμότητα μπαταριών στερεάς κατάστασης μπορεί να διαφέρει ανάλογα με διάφορους παράγοντες, όπως οι τεχνολογικές προκλήσεις και η κανονιστική έγκριση.
Ώρα δημοσίευσης: 03 Ιουνίου 2023