در حال حاضر، به دلیل مرحله تحقیق و توسعه مداوم باتری‌های حالت جامد، هیچ راه حل مناسبی برای مشکل قطع اتصال آنها وجود ندارد، که چالش‌های فنی، اقتصادی و تجاری حل نشده مختلفی را ارائه می‌دهد. با توجه به محدودیت‌های فنی فعلی، تولید انبوه هنوز یک هدف دور از دسترس است و باتری‌های حالت جامد هنوز در بازار موجود نیستند.
چه چیزی مانع توسعه باتری حالت جامد می‌شود؟
باتری‌های حالت جامدبه جای الکترولیت مایع موجود در روش‌های سنتی، از الکترولیت جامد استفاده کنید.باتری‌های لیتیوم-یونباتری‌های لیتیوم مایع معمولی از چهار جزء اساسی تشکیل شده‌اند: الکترود مثبت، الکترود منفی، الکترولیت و جداکننده. در مقابل، باتری‌های حالت جامد به جای الکترولیت مایع معمولی از یک الکترولیت جامد استفاده می‌کنند.
با توجه به پتانسیل بالای این فناوری باتری حالت جامد، چرا هنوز به بازار معرفی نشده است؟ زیرا گذار از آزمایشگاه به تجاری‌سازی با دو چالش روبرو است:امکان‌سنجی فنیوپایداری اقتصادی.
- ۱. امکان‌سنجی فنی: هسته اصلی یک باتری حالت جامد، جایگزینی الکترولیت مایع با یک الکترولیت جامد است. با این حال، حفظ پایداری در سطح مشترک بین الکترولیت جامد و ماده الکترود، چالش قابل توجهی را ایجاد می‌کند. تماس ناکافی می‌تواند منجر به افزایش مقاومت و در نتیجه کاهش عملکرد باتری شود. علاوه بر این، الکترولیت‌های جامد از رسانایی یونی پایین‌تر و سرعت شارژ کندتر رنج می‌برند.یون لیتیومتحرک، که منجر به سرعت شارژ و دشارژ کمتر می‌شود.
- علاوه بر این، فرآیند تولید پیچیده‌تر است. به عنوان مثال، الکترولیت‌های جامد سولفیدی باید تحت حفاظت گاز بی‌اثر تولید شوند تا از واکنش‌های رطوبتی در هوا که گازهای سمی تولید می‌کنند، جلوگیری شود. این فرآیند پرهزینه و از نظر فنی چالش‌برانگیز، در حال حاضر مانع از امکان‌سنجی تولید انبوه می‌شود. علاوه بر این، شرایط آزمایش آزمایشگاهی اغلب با محیط‌های دنیای واقعی تفاوت قابل توجهی دارد و باعث می‌شود بسیاری از فناوری‌ها نتوانند به نتایج مورد انتظار دست یابند.
- ۲. پایداری اقتصادی:هزینه باتری‌های تمام جامد چندین برابر بیشتر از باتری‌های لیتیوم مایع سنتی است و مسیر تجاری‌سازی آنها مملو از مشکلات است. اگرچه از نظر تئوری ایمنی بالاتری دارند، اما در عمل، الکترولیت جامد ممکن است در دماهای بالا تجزیه شود و منجر به کاهش عملکرد باتری یا حتی خرابی آن شود.
- علاوه بر این، دندریت‌ها ممکن است در طول فرآیند شارژ و دشارژ تشکیل شوند، جداکننده را سوراخ کنند، باعث اتصال کوتاه و حتی انفجار شوند، که ایمنی و قابلیت اطمینان را به یک مسئله مهم تبدیل می‌کند. علاوه بر این، هنگامی که فرآیند تولید در مقیاس کوچک برای تولید صنعتی گسترش می‌یابد، هزینه‌ها به شدت افزایش می‌یابد.
باتری‌های حالت جامد چه زمانی از راه می‌رسند؟
انتظار می‌رود باتری‌های حالت جامد کاربردهای اصلی خود را در لوازم الکترونیکی مصرفی رده بالا، وسایل نقلیه الکتریکی (EV) در مقیاس کوچک و صنایعی با الزامات سختگیرانه عملکرد و ایمنی، مانند هوافضا، پیدا کنند. با این حال، باتری‌های حالت جامد موجود در بازار هنوز در مراحل اولیه بازاریابی مفهومی هستند.
شرکت‌های خودروسازی مطرح وتولیدکنندگان باتری لیتیومیشرکت‌هایی مانند SAIC Motor، GAC-Toyota، BMW، CATL، BYD و EVE به طور فعال در حال توسعه باتری‌های حالت جامد هستند. با این وجود، بر اساس آخرین برنامه‌های تولید آنها، بعید است که تولید انبوه باتری‌های حالت جامد در مقیاس کامل قبل از سال‌های 2026-2027 آغاز شود. حتی تویوتا نیز مجبور شده است چندین بار جدول زمانی خود را اصلاح کند و اکنون قصد دارد تولید انبوه را در سال 2030 آغاز کند.
لازم به ذکر است که جدول زمانی عرضه باتری‌های حالت جامد ممکن است به دلیل عوامل مختلفی مانند چالش‌های تکنولوژیکی و تأییدیه‌های نظارتی متفاوت باشد.
ملاحظات کلیدی برای مصرف‌کنندگان
ضمن رصد دقیق پیشرفت‌ها درباتری لیتیوم حالت جامددر این زمینه، بسیار مهم است که مصرف‌کنندگان هوشیار باشند و تحت تأثیر اطلاعات سطحی و خیره‌کننده قرار نگیرند. اگرچه نوآوری‌های واقعی و پیشرفت‌های تکنولوژیکی ارزش پیش‌بینی دارند، اما برای تأیید به زمان نیاز دارند. بیایید امیدوار باشیم که با پیشرفت فناوری و بلوغ بازار، راه‌حل‌های جدید انرژی امن‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تری در آینده پدیدار شوند.
⭐ برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد باتری حالت جامد، روی لینک زیر کلیک کنید:
زمان ارسال: 30 اکتبر 2024