Attualmente, non esiste una soluzione praticabile al problema della disconnessione delle batterie allo stato solido, a causa della loro continua fase di ricerca e sviluppo, che presenta diverse sfide tecniche, economiche e commerciali irrisolte. Date le attuali limitazioni tecniche, la produzione di massa è ancora un obiettivo lontano e le batterie allo stato solido non sono ancora disponibili sul mercato.
Cosa ostacola lo sviluppo delle batterie allo stato solido?
Batterie allo stato solidoutilizzare un elettrolita solido invece dell'elettrolita liquido presente nei tradizionalibatterie agli ioni di litioLe batterie al litio liquido convenzionali sono costituite da quattro componenti essenziali: l'elettrodo positivo, l'elettrodo negativo, l'elettrolita e il separatore. Al contrario, le batterie allo stato solido utilizzano un elettrolita solido al posto della controparte liquida convenzionale.
Dato il grande potenziale di questa tecnologia di batterie allo stato solido, perché non è ancora stata introdotta sul mercato? Perché il passaggio dal laboratorio alla commercializzazione si scontra con due sfide:fattibilità tecnicaEfattibilità economica.
- 1. Fattibilità tecnica: Il cuore di una batteria allo stato solido è la sostituzione dell'elettrolita liquido con un elettrolita solido. Tuttavia, mantenere la stabilità all'interfaccia tra l'elettrolita solido e il materiale dell'elettrodo rappresenta una sfida significativa. Un contatto insufficiente può portare a una maggiore resistenza, riducendo così le prestazioni della batteria. Inoltre, gli elettroliti solidi presentano una minore conduttività ionica e una maggiore lentezza.ioni di litiomobilità, con conseguente riduzione della velocità di carica e scarica.
- Inoltre, il processo di produzione è più complesso. Ad esempio, gli elettroliti solidi di solfuro devono essere prodotti sotto protezione di gas inerte per prevenire reazioni dell'umidità nell'aria che generano gas tossici. Questo processo costoso e tecnicamente impegnativo sta attualmente ostacolando la fattibilità della produzione di massa. Inoltre, le condizioni di test in laboratorio spesso differiscono significativamente dagli ambienti reali, impedendo a molte tecnologie di raggiungere i risultati attesi.
- 2. Fattibilità economica:Il costo delle batterie allo stato solido è notevolmente superiore a quello delle tradizionali batterie al litio liquido e il percorso verso la commercializzazione è irto di difficoltà. Sebbene in teoria siano più sicure, in pratica l'elettrolita solido può degradarsi ad alte temperature, con conseguente riduzione delle prestazioni della batteria o addirittura rottura.
- Inoltre, durante il processo di carica e scarica, potrebbero formarsi dendriti, perforando il separatore, causando cortocircuiti e persino esplosioni, rendendo la sicurezza e l'affidabilità un problema significativo. Inoltre, quando il processo di produzione su piccola scala verrà ampliato per la produzione industriale, i costi saliranno alle stelle.
Quando arriveranno le batterie allo stato solido?
Si prevede che le batterie allo stato solido troveranno applicazioni principali nell'elettronica di consumo di fascia alta, nei veicoli elettrici (EV) di piccole dimensioni e in settori con rigorosi requisiti di prestazioni e sicurezza, come l'aerospaziale. Tuttavia, le batterie allo stato solido attualmente disponibili sul mercato sono ancora nelle prime fasi di commercializzazione del concept.
Importanti aziende automobilistiche eproduttori di batterie al litioCome SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD ed EVE, stanno attivamente sviluppando batterie allo stato solido. Tuttavia, in base ai loro ultimi programmi di produzione, è improbabile che la produzione di massa su larga scala di batterie allo stato solido inizi prima del 2026-2027. Persino Toyota ha dovuto rivedere più volte la sua tempistica e ora prevede di iniziare la produzione di massa nel 2030.
È importante notare che i tempi di disponibilità delle batterie allo stato solido possono variare a causa di vari fattori, quali sfide tecnologiche e approvazione normativa.
Considerazioni chiave per i consumatori
Mentre monitoriamo attentamente i progressi nelbatteria al litio allo stato solidoIn questo campo, è fondamentale che i consumatori rimangano vigili e non si lascino influenzare da informazioni superficialmente abbaglianti. Sebbene le vere innovazioni e le innovazioni tecnologiche siano degne di essere anticipate, richiedono tempo per essere verificate. Speriamo che, con il progresso della tecnologia e la maturazione del mercato, in futuro emergano nuove soluzioni energetiche più sicure e accessibili.
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Data di pubblicazione: 30-10-2024