Tällä hetkellä puolijohdeakkujen irtikytkentäongelmaan ei ole toimivaa ratkaisua meneillään olevan tutkimus- ja kehitysvaiheen vuoksi, mikä tuo mukanaan useita ratkaisemattomia teknisiä, taloudellisia ja kaupallisia haasteita. Nykyisten teknisten rajoitusten vuoksi massatuotanto on vielä kaukainen tavoite, eikä puolijohdeakkuja ole vielä saatavilla markkinoilla.
Mikä estää kiinteän tilan akkujen kehittämisen?
Puolijohdeakutkäytä kiinteää elektrolyyttiä perinteisissä nestemäisissä elektrolyytteissä olevan sijaanlitiumioniakutPerinteiset litiumnesteakut koostuvat neljästä olennaisesta komponentista: positiivisesta elektrodista, negatiivisesta elektrodista, elektrolyytistä ja erottimesta. Sitä vastoin puolijohdeakuissa käytetään kiinteää elektrolyyttiä perinteisen nestemäisen vastineen sijaan.
Ottaen huomioon tämän puolijohdeakkuteknologian suuren potentiaalin, miksi sitä ei ole vielä tuotu markkinoille? Siirtymä laboratoriosta kaupallistamiseen on nimittäin kahden haasteen edessä:tekninen toteutettavuusjataloudellinen kannattavuus.
- 1. Tekninen toteutettavuus: Kiinteän olomuodon akun ydin on korvata nestemäinen elektrolyytti kiinteällä elektrolyytillä. Kiinteän elektrolyytin ja elektrodimateriaalin rajapinnan vakauden ylläpitäminen on kuitenkin merkittävä haaste. Riittämätön kosketus voi johtaa lisääntyneeseen resistanssiin, mikä heikentää akun suorituskykyä. Lisäksi kiinteät elektrolyytit kärsivät alhaisemmasta ionijohtavuudesta ja hitaammasta...litiumioniliikkuvuutta, mikä johtaa hitaampiin lataus- ja purkausnopeuksiin.
- Lisäksi valmistusprosessi on monimutkaisempi. Esimerkiksi sulfidipohjaiset kiinteät elektrolyytit on tuotettava inertin kaasun suojauksessa, jotta estetään ilman kosteusreaktiot, jotka tuottavat myrkyllisiä kaasuja. Tämä kallis ja teknisesti haastava prosessi haittaa tällä hetkellä massatuotannon toteutettavuutta. Lisäksi laboratoriotestausolosuhteet poikkeavat usein merkittävästi todellisista ympäristöistä, minkä vuoksi monet teknologiat eivät pysty saavuttamaan odotettuja tuloksia.
- 2. Taloudellinen kannattavuus:Täysin puolijohdeakkujen kustannukset ovat moninkertaiset perinteisiin nestemäisiin litium-akkuihin verrattuna, ja niiden kaupallistaminen on vaikeaa. Vaikka ne ovat teoriassa turvallisempia, käytännössä kiinteä elektrolyytti voi hajota korkeissa lämpötiloissa, mikä johtaa akun suorituskyvyn heikkenemiseen tai jopa vikaantumiseen.
- Lisäksi lataus- ja purkausprosessin aikana voi muodostua dendriittejä, jotka voivat lävistää erottimen ja aiheuttaa oikosulkuja ja jopa räjähdyksiä, mikä tekee turvallisuudesta ja luotettavuudesta merkittävän ongelman. Lisäksi, kun pienimuotoista valmistusprosessia laajennetaan teolliseen tuotantoon, kustannukset nousevat pilviin.
Milloin puolijohdeakut tulevat markkinoille?
Kiinteän olomuodon akkujen odotetaan löytävän ensisijaisia sovelluksia huippuluokan kulutuselektroniikassa, pienimuotoisissa sähköajoneuvoissa (EV) ja teollisuudenaloilla, joilla on tiukat suorituskyky- ja turvallisuusvaatimukset, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuudessa. Markkinoilla tällä hetkellä saatavilla olevat kiinteän olomuodon akut ovat kuitenkin vielä konseptimarkkinoinnin alkuvaiheessa.
Tunnetut autoyhtiöt jalitium-akkujen valmistajatKuten SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD ja EVE kehittävät aktiivisesti puolijohdeakkuja. Viimeisimpien tuotantoaikataulujen perusteella on kuitenkin epätodennäköistä, että puolijohdeakkujen täysimittainen massatuotanto alkaisi aikaisintaan ennen vuosia 2026–2027. Jopa Toyota on joutunut tarkistamaan aikatauluaan useita kertoja ja suunnittelee nyt massatuotannon aloittamista vuonna 2030.
On tärkeää huomata, että puolijohdeakkujen saatavuusaikataulu voi vaihdella useiden tekijöiden, kuten teknologisten haasteiden ja viranomaishyväksyntöjen, vuoksi.
Kuluttajien kannalta keskeiset huomiot
Samalla kun seurataan tarkasti edistystäkiinteän tilan litiumparistoTällä alalla on ratkaisevan tärkeää, että kuluttajat pysyvät valppaina eivätkä anna pinnallisesti häikäisevän tiedon hämätä heitä. Vaikka aitoja innovaatioita ja teknologisia läpimurtoja kannattaa odottaa, niiden todentaminen vie aikaa. Toivokaamme, että teknologian kehittyessä ja markkinoiden kypsyessä tulevaisuudessa syntyy turvallisempia ja edullisempia uusia energiaratkaisuja.
⭐ Klikkaa alta saadaksesi lisätietoja puolijohdeakusta:
Julkaisuaika: 30.10.2024