Trenutno ne postoji održivo rješenje za problem isključenja baterija čvrstog stanja zbog njihove tekuće faze istraživanja i razvoja, koja predstavlja razne neriješene tehničke, ekonomske i komercijalne izazove. S obzirom na trenutna tehnička ograničenja, masovna proizvodnja je još uvijek dalek cilj, a baterije čvrstog stanja još nisu dostupne na tržištu.
Što koči razvoj baterija u čvrstom stanju?
Baterije u čvrstom stanjukoristiti čvrsti elektrolit umjesto tekućeg elektrolita koji se nalazi u tradicionalnomlitij-ionske baterijeKonvencionalne tekuće litijeve baterije sastoje se od četiri bitne komponente: pozitivne elektrode, negativne elektrode, elektrolita i separatora. Nasuprot tome, baterije u čvrstom stanju koriste čvrsti elektrolit umjesto konvencionalnog tekućeg ekvivalenta.
S obzirom na veliki potencijal ove tehnologije baterija u čvrstom stanju, zašto još nije predstavljena na tržištu? Jer prijelaz iz laboratorija u komercijalizaciju suočava se s dva izazova:tehnička izvedivostiekonomska isplativost.
- 1. Tehnička izvedivost: Srž baterije u čvrstom stanju je zamjena tekućeg elektrolita krutim elektrolitom. Međutim, održavanje stabilnosti na granici između krutog elektrolita i materijala elektrode predstavlja značajan izazov. Nedovoljan kontakt može dovesti do povećanog otpora, čime se smanjuju performanse baterije. Osim toga, krutni elektroliti pate od niže ionske vodljivosti i sporijeg...litij-ionskimobilnost, što dovodi do sporijih brzina punjenja i pražnjenja.
- Štoviše, proizvodni proces je složeniji. Na primjer, sulfidni čvrsti elektroliti moraju se proizvoditi pod zaštitom inertnog plina kako bi se spriječile reakcije vlage u zraku koje stvaraju otrovne plinove. Ovaj skupi i tehnički zahtjevni proces trenutno ometa izvedivost masovne proizvodnje. Nadalje, laboratorijski uvjeti ispitivanja često se značajno razlikuju od stvarnih okruženja, zbog čega mnoge tehnologije ne mogu postići očekivane rezultate.
- 2. Ekonomska održivost:Cijena potpuno čvrstih baterija je nekoliko puta veća od tradicionalnih tekućih litijevih baterija, a put do komercijalizacije je pun poteškoća. Iako u teoriji imaju veću sigurnost, u praksi se čvrsti elektrolit može razgraditi na visokim temperaturama, što rezultira smanjenim performansama baterije ili čak kvarom.
- Osim toga, dendriti se mogu formirati tijekom procesa punjenja i pražnjenja, probijajući separator, uzrokujući kratke spojeve, pa čak i eksplozije, što sigurnost i pouzdanost čini značajnim problemom. Nadalje, kada se proces proizvodnje malog obima proširi na industrijsku proizvodnju, troškovi će naglo porasti.
Kada će stići baterije u čvrstom stanju?
Očekuje se da će baterije u čvrstom stanju pronaći primarnu primjenu u vrhunskoj potrošačkoj elektronici, malim električnim vozilima (EV) i industrijama sa strogim zahtjevima za performanse i sigurnost, poput zrakoplovstva. Međutim, baterije u čvrstom stanju koje su trenutno dostupne na tržištu još su u ranim fazama konceptualnog marketinga.
Ugledne automobilske tvrtke iproizvođači litijevih baterijaTvrtke poput SAIC Motora, GAC-Toyote, BMW-a, CATL-a, BYD-a i EVE-a aktivno razvijaju baterije u čvrstom stanju. Ipak, na temelju njihovih najnovijih proizvodnih rasporeda, malo je vjerojatno da će masovna proizvodnja baterija u punom opsegu započeti prije 2026.-2027. godine. Čak je i Toyota morala više puta revidirati svoj vremenski okvir i sada planira započeti masovnu proizvodnju 2030. godine.
Važno je napomenuti da se vremenski okvir dostupnosti baterija u čvrstom stanju može razlikovati zbog različitih čimbenika poput tehnoloških izazova i regulatornog odobrenja.
Ključna razmatranja za potrošače
Dok pomno prati napredak ulitijeva baterija u čvrstom stanjuU tom području ključno je da potrošači ostanu budni i da ih ne zavaraju površno blistave informacije. Iako se isplati očekivati istinske inovacije i tehnološke prodore, potrebno je vrijeme za njihovu provjeru. Nadajmo se da će se, kako tehnologija napreduje, a tržište sazrijeva, u budućnosti pojaviti sigurnija i pristupačnija nova energetska rješenja.
⭐ Kliknite dolje kako biste saznali više o bateriji u čvrstom stanju:
Vrijeme objave: 30. listopada 2024.