נכון לעכשיו, אין פתרון בר-קיימא לבעיית ניתוק סוללות מצב מוצק עקב שלב המחקר והפיתוח המתמשך שלהן, המציב מגוון אתגרים טכניים, כלכליים ומסחריים בלתי פתורים. בהתחשב במגבלות הטכניות הנוכחיות, ייצור המוני הוא עדיין מטרה רחוקה, וסוללות מצב מוצק עדיין אינן זמינות בשוק.
מה מעכב את פיתוח סוללות מצב מוצק?
סוללות מצב מוצקהשתמש באלקטרוליט מוצק במקום באלקטרוליט נוזלי המצוי במוצרים מסורתייםסוללות ליתיום-יוןסוללות ליתיום נוזליות קונבנציונליות מורכבות מארבעה רכיבים חיוניים: האלקטרודה החיובית, האלקטרודה השלילית, האלקטרוליט והמפריד. לעומת זאת, סוללות מצב מוצק משתמשות באלקטרוליט מוצק במקום באלקטרוליט הנוזלי הקונבנציונלי.
בהתחשב בפוטנציאל הרב של טכנולוגיית סוללות מצב מוצק זו, מדוע היא עדיין לא הוצגה לשוק? מכיוון שהמעבר ממעבדה למסחור עומד בפני שני אתגרים:היתכנות טכניתוכדאיות כלכלית.
- 1. היתכנות טכנית: ליבת סוללת מצב מוצק היא להחליף את האלקטרוליט הנוזלי באלקטרוליט מוצק. עם זאת, שמירה על יציבות בממשק שבין האלקטרוליט המוצק לחומר האלקטרודה מהווה אתגר משמעותי. מגע לא מספק יכול להוביל להתנגדות מוגברת, ובכך להפחית את ביצועי הסוללה. בנוסף, אלקטרוליטים מוצקים סובלים ממוליכות יונית נמוכה יותר וממוליכות איטית יותר.ליתיום יוןניידות, מה שמוביל למהירויות טעינה ופריקה איטיות יותר.
- יתר על כן, תהליך הייצור מורכב יותר. לדוגמה, אלקטרוליטים מוצקים של גופרית חייבים להיות מיוצרים תחת הגנה מגז אינרטי כדי למנוע תגובות לחות באוויר המייצרות גזים רעילים. תהליך יקר ומאתגר מבחינה טכנית זה מעכב כיום את היתכנות הייצור ההמוני. יתר על כן, תנאי בדיקה במעבדה שונים לעתים קרובות באופן משמעותי מסביבות בעולם האמיתי, מה שגורם לטכנולוגיות רבות לא להיות מסוגלות להשיג את התוצאות הצפויות.
- 2. כדאיות כלכלית:עלות סוללות מצב מוצק כולו גבוהה פי כמה מסוללות ליתיום נוזליות מסורתיות והדרך למסחור רצופה קשיים. למרות שבתיאוריה, האלקטרוליט המוצק עלול להתפרק בטמפרטורות גבוהות, וכתוצאה מכך לירידה בביצועי הסוללה או אפילו לכשל.
- בנוסף, דנדריטים עלולים להיווצר במהלך תהליך הטעינה והפריקה, לחדור את המפריד, לגרום לקצרים חשמליים ואף לפיצוצים, מה שהופך את הבטיחות והאמינות לבעיה משמעותית. יתר על כן, כאשר תהליך הייצור בקנה מידה קטן גדל לייצור תעשייתי, העלויות יזנקו שחקים.
מתי יגיעו סוללות מצב מוצק?
סוללות מצב מוצק צפויות למצוא יישומים עיקריים באלקטרוניקה צרכנית מתקדמת, כלי רכב חשמליים קטנים (EV) ותעשיות עם דרישות ביצועים ובטיחות מחמירות, כגון תעופה וחלל. עם זאת, סוללות המצב המוצק הזמינות כיום בשוק עדיין נמצאות בשלבים מוקדמים של שיווק קונספט.
חברות רכב בולטות ויצרני סוללות ליתיוםכמו SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD ו-EVE מפתחות באופן פעיל סוללות מצב מוצק. אף על פי כן, בהתבסס על לוחות הזמנים האחרונים של הייצור שלהן, לא סביר שייצור המוני בקנה מידה מלא של סוללות מצב מוצק יתחיל לפני 2026-2027 לכל המוקדם. אפילו טויוטה נאלצה לשנות את לוח הזמנים שלה מספר פעמים וכעת מתכננת להתחיל בייצור המוני בשנת 2030.
חשוב לציין כי ציר הזמן לזמינות של סוללות מצב מוצק עשוי להשתנות עקב גורמים שונים כגון אתגרים טכנולוגיים ואישורים רגולטוריים.
שיקולים מרכזיים עבור צרכנים
תוך מעקב צמוד אחר ההתקדמות בתחוםסוללת ליתיום במצב מוצקבתחום, חיוני שהצרכנים יישארו ערניים ולא יושפעו ממידע שטחי מסנוור. למרות שחדשנות אמיתית ופריצות דרך טכנולוגיות ראויות לציון, הן דורשות זמן לאימות. הבה נקווה שככל שהטכנולוגיה תתקדם והשוק יתבגר, פתרונות אנרגיה חדשים ובטוחים ובמחירים נוחים יותר יופיעו בעתיד.
⭐ לחצו למטה כדי ללמוד עוד על סוללת מצב מוצק:
זמן פרסום: 30 באוקטובר 2024