Čvrste baterije su vrsta baterije koja koristi čvrste elektrode i elektrolite, za razliku od tekućih ili polimernih gel elektrolita koji se koriste u tradicionalnim litij-ionskim baterijama. Imaju veću gustoću energije, brže vrijeme punjenja i poboljšanu sigurnost u usporedbi s tradicionalnim baterijama.
Koriste li baterije u čvrstom stanju litij?
Da, većina čvrstih baterija koje su trenutno u razvoju koristi litij kao primarni element.
Svakako, baterije u čvrstom stanju mogu koristiti različite materijale kao elektrolit, uključujući litij. Međutim, baterije u čvrstom stanju mogu koristiti i druge materijale poput natrija, sumpora ili keramike kao elektrolit.
Općenito, izbor elektrolitnog materijala ovisi o raznim čimbenicima kao što su performanse, sigurnost, cijena i dostupnost. Litijeve baterije u čvrstom stanju obećavajuća su tehnologija za pohranu energije sljedeće generacije zbog visoke gustoće energije, dugog vijeka trajanja i poboljšane sigurnosti.
Kako rade baterije u čvrstom stanju?
Čvrste baterije koriste čvrsti elektrolit umjesto tekućeg elektrolita za prijenos iona između elektroda (anode i katode) baterije. Elektrolit je obično izrađen od keramike, stakla ili polimernog materijala koji je kemijski stabilan i vodljiv.
Kada se baterija u čvrstom stanju puni, elektroni se izvlače s katode i prenose kroz čvrsti elektrolit do anode, stvarajući tok struje. Kada se baterija prazni, tok struje je obrnut, s elektronima koji se kreću od anode prema katodi.
Čvrste baterije imaju nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne baterije. Sigurnije su jer je čvrsti elektrolit manje sklon curenju ili eksploziji nego tekući elektroliti. Također imaju veću gustoću energije, što znači da mogu pohraniti više energije u manjem volumenu.
Međutim, još uvijek postoje neki izazovi koje treba riješiti s baterijama u čvrstom stanju, uključujući visoke troškove proizvodnje i ograničen kapacitet. U tijeku su istraživanja za razvoj boljih materijala od čvrstog elektrolita i poboljšanje performansi i vijeka trajanja baterija u čvrstom stanju.
Koliko tvrtki za proizvodnju baterija s čvrstim stanjem trenutno je na tržištu?
Postoji nekoliko tvrtki koje trenutno razvijaju solid state baterije:
1. Kvantni krajolik:Startup osnovan 2010. godine koji je privukao investicije Volkswagena i Billa Gatesa. Tvrde da su razvili bateriju u čvrstom stanju koja može povećati domet električnog vozila za više od 80%.
2. Toyota:Japanski proizvođač automobila već nekoliko godina radi na baterijama u čvrstom stanju i cilj im je ući u proizvodnju do početka 2020-ih.
3. Fisker:Startup za luksuzna električna vozila koji surađuje s istraživačima na UCLA-u kako bi razvili baterije u čvrstom stanju za koje tvrde da će drastično povećati domet njihovih vozila.
4. BMW:Njemački proizvođač automobila također radi na baterijama u čvrstom stanju te je surađivao sa Solid Powerom, startupom sa sjedištem u Coloradu, kako bi ih razvio.
5. Samsung:Korejski elektronički div razvija baterije u čvrstom stanju za upotrebu u pametnim telefonima i drugim elektroničkim uređajima.
Hoće li se u budućnosti koristiti solid state baterije za pohranu solarne energije?
Baterije u čvrstom stanju imaju potencijal revolucionirati pohranu energije za solarne primjene. U usporedbi s tradicionalnim litij-ionskim baterijama, baterije u čvrstom stanju nude veću gustoću energije, brže vrijeme punjenja i povećanu sigurnost. Njihova upotreba u sustavima za pohranu solarne energije mogla bi poboljšati ukupnu učinkovitost, smanjiti troškove i učiniti obnovljivu energiju dostupnijom. Istraživanje i razvoj tehnologije baterija u čvrstom stanju su u tijeku i moguće je da bi ove baterije u budućnosti mogle postati glavno rješenje za pohranu solarne energije. Ali sada su baterije u čvrstom stanju posebno dizajnirane za primjenu u električnim vozilima.
Toyota razvija baterije u čvrstom stanju putem tvrtke Prime Planet Energy & Solutions Inc., zajedničkog poduzeća s Panasonicom koje je započelo s radom u travnju 2020. i ima oko 5100 zaposlenika, uključujući 2400 u kineskoj podružnici, ali još uvijek s prilično ograničenom proizvodnjom i nadom većeg udjela do 2025. kada za to dođe vrijeme.
Kada će biti dostupne solid state baterije?
Nemamo pristup najnovijim vijestima i ažuriranjima u vezi s dostupnošću baterija u čvrstom stanju. Međutim, nekoliko tvrtki radi na razvoju baterija u čvrstom stanju, a neke su najavile da ih planiraju lansirati do 2025. ili kasnije. Međutim, ključno je napomenuti da vremenski okvir za dostupnost baterija u čvrstom stanju može varirati ovisno o raznim čimbenicima, kao što su tehnološki izazovi i regulatorno odobrenje.
Vrijeme objave: 03.06.2023.