סוללות מצב מוצק הן סוג של סוללה המשתמשת באלקטרודות מוצקות ואלקטרוליטים, בניגוד לאלקטרוליטים נוזליים או פולימריים בג'ל המשמשים בסוללות ליתיום-יון מסורתיות. יש להן צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, זמני טעינה מהירים יותר ובטיחות משופרת בהשוואה לסוללות מסורתיות.
האם סוללות מצב מוצק משתמשות בליתיום?
כן, כיום רוב סוללות המצב המוצק הנמצאות כעת בפיתוח משתמשות בליתיום כיסוד העיקרי.
אין ספק שסוללות מצב מוצק יכולות להשתמש בחומרים שונים כאלקטרוליט, כולל ליתיום. עם זאת, סוללות מצב מוצק יכולות להשתמש גם בחומרים אחרים כמו נתרן, גופרית או קרמיקה כאלקטרוליט.
באופן כללי, בחירת חומר האלקטרוליט תלויה בגורמים שונים כגון ביצועים, בטיחות, עלות וזמינות. סוללות ליתיום במצב מוצק הן טכנולוגיה מבטיחה לאחסון אנרגיה מהדור הבא בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה שלהן, אורך חיי המחזור הארוך והבטיחות המשופרת שלהן.
כיצד פועלות סוללות מצב מוצק?
סוללות מצב מוצק משתמשות באלקטרוליט מוצק במקום באלקטרוליט נוזלי כדי להעביר יונים בין האלקטרודות (אנודה וקתודה) של הסוללה. האלקטרוליט עשוי בדרך כלל מחומר קרמי, זכוכית או פולימרי שהוא יציב מבחינה כימית ומוליך.
כאשר נטענת סוללה במצב מוצק, אלקטרונים נמשכים מהקתודה ומועברים דרך האלקטרוליט המוצק לאנודה, ויוצרים זרימת זרם. כאשר הסוללה מתרוקנת, זרימת הזרם מתהפכת, כאשר אלקטרונים נעים מהאנודה לקתודה.
לסוללות מצב מוצק יש מספר יתרונות על פני סוללות מסורתיות. הן בטוחות יותר, מכיוון שהאלקטרוליט המוצק פחות נוטה לדליפה או פיצוץ מאשר אלקטרוליטים נוזליים. יש להן גם צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, כלומר הן יכולות לאגור יותר אנרגיה בנפח קטן יותר.
עם זאת, עדיין קיימים מספר אתגרים שיש להתמודד איתם בנוגע לסוללות מצב מוצק, כולל עלויות ייצור גבוהות וקיבולת מוגבלת. מחקר מתמשך לפיתוח חומרי אלקטרוליט מוצקים טובים יותר ולשיפור הביצועים ותוחלת החיים של סוללות מצב מוצק.
כמה חברות של סוללות מצב מוצק נמצאות כעת בשוק?
ישנן מספר חברות המפתחות כיום סוללות מצב מוצק:
1. נוף קוונטי:סטארט-אפ שנוסד בשנת 2010 ומשך אליו השקעות מפולקסווגן וביל גייטס. הם טוענים שפיתחו סוללה מוצקה שיכולה להגדיל את טווח הנסיעה של רכב חשמלי ביותר מ-80%.
2. טויוטה:יצרנית הרכב היפנית עובדת על סוללות מצב מוצק מזה מספר שנים ושואפת להביא אותן לייצור עד תחילת שנות ה-2020.
3. פיסקר:סטארט-אפ לרכבי יוקרה חשמליים שמשתף פעולה עם חוקרים ב-UCLA כדי לפתח סוללות מצב מוצק שלטענתם יגדילו באופן דרסטי את טווח הנסיעה של כלי הרכב שלהם.
4. ב.מ.וו:יצרנית הרכב הגרמנית עובדת גם על סוללות מצב מוצק (Modificate State Solution) ושיתפה פעולה עם Solid Power, סטארט-אפ שבסיסו בקולורדו, כדי לפתח אותן.
5. סמסונג:ענקית האלקטרוניקה הקוריאנית מפתחת סוללות מצב מוצק לשימוש בטלפונים חכמים ובמכשירים אלקטרוניים אחרים.
האם סוללות מצב מוצק ישמשו לאחסון אנרגיה סולארית בעתיד?
לסוללות מצב מוצק יש פוטנציאל לחולל מהפכה באגירת אנרגיה עבור יישומים סולאריים. בהשוואה לסוללות ליתיום-יון מסורתיות, סוללות מצב מוצק מציעות צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, זמני טעינה מהירים יותר ובטיחות מוגברת. השימוש בהן במערכות אחסון סולאריות עשוי לשפר את היעילות הכוללת, להפחית עלויות ולהפוך אנרגיה מתחדשת לנגישה יותר. מחקר ופיתוח בטכנולוגיית סוללות מצב מוצק נמשכים, וייתכן שסוללות אלו יהפכו לפתרון מרכזי לאחסון סולארי בעתיד. אך כעת, סוללות מצב מוצק מתוכננות במיוחד עבור יישומי רכבים חשמליים.
טויוטה מפתחת את סוללות המצב המוצק באמצעות Prime Planet Energy & Solutions Inc., מיזם משותף עם פנסוניק שהחל את פעילותו באפריל 2020 ומעסיקה כ-5,100 עובדים, מתוכם 2,400 בחברת בת סינית, אך עדיין עם ייצור מוגבל למדי כעת ותקווה לקבל נתח ייצור גדול יותר עד 2025, כאשר הזמן יהיה מתאים.
מתי יהיו זמינות סוללות מצב מוצק?
אין לנו גישה לחדשות ולעדכונים האחרונים בנוגע לזמינותן של סוללות מצב מוצק. עם זאת, מספר חברות עובדות על פיתוח סוללות מצב מוצק, וחלקן הודיעו כי הן מתכננות להשיק אותן עד 2025 או מאוחר יותר. עם זאת, חשוב לציין כי לוח הזמנים לזמינותן של סוללות מצב מוצק עשוי להשתנות בהתאם לגורמים שונים, כגון אתגרים טכנולוגיים ואישורים רגולטוריים.
זמן פרסום: 3 ביוני 2023