Cietvielu akumulatori ir akumulatoru veids, kurā tiek izmantoti cietie elektrodi un elektrolīti, atšķirībā no šķidrajiem vai polimēru gēla elektrolītiem, ko izmanto tradicionālajos litija jonu akumulatoros. Tiem ir lielāks enerģijas blīvums, ātrāks uzlādes laiks un uzlabota drošība salīdzinājumā ar tradicionālajiem akumulatoriem.
Vai cietvielu akumulatori izmanto litiju?
Jā, tagad lielākā daļa cietvielu akumulatoru, kas pašlaik tiek izstrādāti, kā galveno elementu izmanto litiju.
Protams, cietvielu akumulatoros kā elektrolītu var izmantot dažādus materiālus, tostarp litiju. Tomēr cietvielu akumulatoros kā elektrolītu var izmantot arī citus materiālus, piemēram, nātriju, sēru vai keramiku.
Kopumā elektrolīta materiāla izvēle ir atkarīga no dažādiem faktoriem, piemēram, veiktspējas, drošības, izmaksām un pieejamības. Cietvielu litija akumulatori ir daudzsološa tehnoloģija nākamās paaudzes enerģijas uzkrāšanai, pateicoties to augstajam enerģijas blīvumam, ilgajam cikla mūžam un uzlabotajai drošībai.
Kā darbojas cietvielu baterijas?
Cietvielu akumulatoros jonu pārsūtīšanai starp akumulatora elektrodiem (anodu un katodu) tiek izmantots ciets elektrolīts šķidra elektrolīta vietā. Elektrolīts parasti ir izgatavots no keramikas, stikla vai polimēra materiāla, kas ir ķīmiski stabils un vadošs.
Kad cietvielu akumulators tiek uzlādēts, elektroni tiek aizvilkti no katoda un caur cieto elektrolītu transportēti uz anodu, radot strāvas plūsmu. Kad akumulators izlādējas, strāvas plūsma mainās uz pretējo pusi, elektroniem pārvietojoties no anoda uz katodu.
Cietvielu baterijām ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām baterijām. Tās ir drošākas, jo cietais elektrolīts ir mazāk pakļauts noplūdēm vai sprādzieniem nekā šķidrie elektrolīti. Tām ir arī lielāks enerģijas blīvums, kas nozīmē, ka tās var uzglabāt vairāk enerģijas mazākā tilpumā.
Tomēr joprojām pastāv dažas problēmas, kas jārisina saistībā ar cietvielu akumulatoriem, tostarp augstās ražošanas izmaksas un ierobežotā ietilpība. Notiek pētījumi, lai izstrādātu labākus cieto elektrolītu materiālus un uzlabotu cietvielu akumulatoru veiktspēju un kalpošanas laiku.
Cik daudz cietvielu akumulatoru uzņēmumu pašlaik ir tirgū?
Pašlaik ir vairāki uzņēmumi, kas izstrādā cietvielu akumulatorus:
1. Kvantu ainava:2010. gadā dibināts jaunuzņēmums, kas piesaistījis investīcijas no Volkswagen un Bila Geitsa. Viņi apgalvo, ka ir izstrādājuši cietvielu akumulatoru, kas var palielināt elektromobiļa nobraucamo attālumu par vairāk nekā 80%.
2. Toyota:Japānas autoražotājs jau vairākus gadus strādā pie cietvielu akumulatoriem un plāno tos sākt ražot līdz 2020. gadu sākumam.
3. Fiskers:Luksusa elektroautomobiļu jaunuzņēmums, kas sadarbojas ar UCLA pētniekiem, lai izstrādātu cietvielu akumulatorus, kas, viņuprāt, ievērojami palielinās viņu transportlīdzekļu nobraukumu.
4. BMW:Vācu autoražotājs strādā arī pie cietvielu akumulatoriem un ir sadarbojies ar Solid Power, Kolorādo bāzētu jaunuzņēmumu, lai tos izstrādātu.
5. Samsung:Korejas elektronikas gigants izstrādā cietvielu akumulatorus izmantošanai viedtālruņos un citās elektroniskās ierīcēs.
Vai nākotnē saules enerģijas uzkrāšanai tiks izmantotas cietvielu baterijas?
Cietvielu akumulatoriem ir potenciāls revolucionizēt enerģijas uzkrāšanu saules enerģijas lietojumos. Salīdzinot ar tradicionālajiem litija jonu akumulatoriem, cietvielu akumulatori piedāvā lielāku enerģijas blīvumu, ātrāku uzlādes laiku un paaugstinātu drošību. To izmantošana saules enerģijas uzglabāšanas sistēmās varētu uzlabot kopējo efektivitāti, samazināt izmaksas un padarīt atjaunojamo enerģiju pieejamāku. Cietvielu akumulatoru tehnoloģijas pētniecība un attīstība turpinās, un ir iespējams, ka šie akumulatori nākotnē varētu kļūt par galveno risinājumu saules enerģijas uzglabāšanai. Taču tagad cietvielu akumulatori ir īpaši izstrādāti elektrotransportlīdzekļu lietošanai.
Toyota izstrādā cietvielu akumulatorus, izmantojot Prime Planet Energy & Solutions Inc., kopuzņēmumu ar Panasonic, kas sāka darbību 2020. gada aprīlī un kurā strādā aptuveni 5100 darbinieku, tostarp 2400 Ķīnas meitasuzņēmumā, taču pašlaik ražošanas apjoms joprojām ir diezgan ierobežots, un cerams, ka līdz 2025. gadam, kad pienāks īstais laiks, tā saražos vairāk.
Kad būs pieejamas cietvielu baterijas?
Mums nav piekļuves jaunākajām ziņām un atjauninājumiem par cietvielu akumulatoru pieejamību. Tomēr vairāki uzņēmumi strādā pie cietvielu akumulatoru izstrādes, un daži ir paziņojuši, ka plāno tos laist klajā līdz 2025. gadam vai vēlāk. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka cietvielu akumulatoru pieejamības laika grafiks var atšķirties atkarībā no dažādiem faktoriem, piemēram, tehnoloģiskām problēmām un normatīvās apstiprināšanas.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 3. jūnijs