Kietojo kūno baterijos – tai baterijų tipas, kuriame naudojami kietieji elektrodai ir elektrolitai, o ne skystieji arba polimeriniai gelio elektrolitai, naudojami tradicinėse ličio jonų baterijose. Jos pasižymi didesniu energijos tankiu, greitesniu įkrovimo laiku ir geresniu saugumu, palyginti su tradicinėmis baterijomis.
Ar kietojo kūno baterijos naudoja ličio jonus?
Taip, dabar daugumoje šiuo metu kuriamų kietojo kūno baterijų pagrindinis elementas yra litis.
Žinoma, kietojo kūno baterijose kaip elektrolitas gali būti naudojamos įvairios medžiagos, įskaitant litį. Tačiau kietojo kūno baterijose kaip elektrolitas gali būti naudojamos ir kitos medžiagos, pavyzdžiui, natris, siera arba keramika.
Apskritai elektrolito medžiagos pasirinkimas priklauso nuo įvairių veiksnių, tokių kaip našumas, saugumas, kaina ir prieinamumas. Kietojo kūno ličio baterijos yra perspektyvi naujos kartos energijos kaupimo technologija dėl didelio energijos tankio, ilgo ciklo trukmės ir padidinto saugumo.
Kaip veikia kietojo kūno baterijos?
Kietojo kūno baterijose jonams perkelti tarp baterijos elektrodų (anodo ir katodo) naudojamas kietasis elektrolitas, o ne skystasis. Elektrolitas paprastai gaminamas iš keramikos, stiklo arba polimerinės medžiagos, kuri yra chemiškai stabili ir laidi.
Kai kietojo kūno baterija įkraunama, elektronai iš katodo ištraukiami ir per kietąjį elektrolitą pernešami į anodą, sukuriant srovės tėkmę. Kai baterija išsikrauna, srovės tekėjimas apsikeičia – elektronai juda iš anodo į katodą.
Kietojo kūno baterijos turi keletą pranašumų, palyginti su tradicinėmis baterijomis. Jos yra saugesnės, nes kietasis elektrolitas yra mažiau linkęs nutekėti ar sprogti nei skystasis elektrolitas. Jos taip pat turi didesnį energijos tankį, o tai reiškia, kad gali kaupti daugiau energijos mažesniame tūryje.
Vis dėlto vis dar yra tam tikrų iššūkių, susijusių su kietojo kūno baterijomis, įskaitant dideles gamybos sąnaudas ir ribotą talpą. Tęsiami tyrimai, siekiant sukurti geresnes kietojo elektrolito medžiagas ir pagerinti kietojo kūno baterijų našumą bei tarnavimo laiką.
Kiek kietojo kūno baterijų gamintojų šiuo metu yra rinkoje?
Šiuo metu kietojo kūno baterijas kuria kelios įmonės:
1. Kvantinis peizažas:2010 m. įkurtas startuolis, pritraukęs „Volkswagen“ ir Billo Gateso investicijų. Jie teigia sukūrę kietojo kūno bateriją, kuri gali padidinti elektromobilio nuvažiuojamą atstumą daugiau nei 80 %.
2. „Toyota“:Japonijos automobilių gamintojas jau keletą metų kuria kietojo kūno baterijas ir tikisi pradėti jas gaminti iki 2020-ųjų pradžios.
3. Fiskeris:Prabangių elektromobilių startuolis, bendradarbiaujantis su UCLA tyrėjais, kurdamas kietojo kūno baterijas, kurios, jų teigimu, smarkiai padidins jų transporto priemonių nuvažiuojamą atstumą.
4. BMW:Vokiečių automobilių gamintojas taip pat dirba su kietojo kūno baterijomis ir bendradarbiauja su „Solid Power“, Kolorado valstijoje įsikūrusiu startuoliu, kad jas sukurtų.
5. „Samsung“:Korėjos elektronikos milžinė kuria kietojo kūno baterijas, skirtas naudoti išmaniuosiuose telefonuose ir kituose elektroniniuose įrenginiuose.
Ar ateityje kietojo kūno baterijos bus naudojamos saulės energijai kaupti?
Kietojo kūno baterijos turi potencialą iš esmės pakeisti energijos kaupimą saulės energijos taikymuose. Palyginti su tradicinėmis ličio jonų baterijomis, kietojo kūno baterijos pasižymi didesniu energijos tankiu, greitesniu įkrovimo laiku ir didesniu saugumu. Jų naudojimas saulės energijos kaupimo sistemose gali pagerinti bendrą efektyvumą, sumažinti sąnaudas ir padaryti atsinaujinančią energiją prieinamesnę. Kietojo kūno baterijų technologijos tyrimai ir plėtra tęsiasi, ir gali būti, kad šios baterijos ateityje taps pagrindiniu saulės energijos kaupimo sprendimu. Tačiau dabar kietojo kūno baterijos yra specialiai sukurtos elektromobilių naudojimui.
„Toyota“ kuria kietojo kūno baterijas per „Prime Planet Energy & Solutions Inc.“ – bendrą įmonę su „Panasonic“, kuri pradėjo veikti 2020 m. balandžio mėn. ir turi apie 5100 darbuotojų, įskaitant 2400 Kinijos dukterinėje įmonėje, tačiau šiuo metu gamyba vis dar gana ribota ir tikimasi, kad iki 2025 m., kai ateis tinkamas laikas, jos dalis padidės.
Kada bus prieinamos kietojo kūno baterijos?
Neturime prieigos prie naujausių naujienų ir atnaujinimų apie kietojo kūno baterijų prieinamumą. Tačiau kelios įmonės dirba kurdamos kietojo kūno baterijas, o kai kurios paskelbė planuojančios jas pristatyti iki 2025 m. ar vėliau. Tačiau labai svarbu atkreipti dėmesį, kad kietojo kūno baterijų prieinamumo laikas gali skirtis priklausomai nuo įvairių veiksnių, tokių kaip technologiniai iššūkiai ir reguliavimo institucijų patvirtinimas.
Įrašo laikas: 2023 m. birželio 3 d.