For øyeblikket finnes det ingen brukbar løsning på problemet med frakobling av solid state-batterier på grunn av den pågående forsknings- og utviklingsfasen, som presenterer diverse uløste tekniske, økonomiske og kommersielle utfordringer. Gitt de nåværende tekniske begrensningene er masseproduksjon fortsatt et fjernt mål, og solid state-batterier er ennå ikke tilgjengelige på markedet.
Hva hindrer utviklingen av solid state-batterier?
Solid state-batterierbruk en fast elektrolytt i stedet for den flytende elektrolytt som finnes i tradisjonellelitiumionbatterierKonvensjonelle flytende litiumbatterier består av fire viktige komponenter: den positive elektroden, den negative elektroden, elektrolytten og separatoren. I motsetning til dette bruker faststoffbatterier en fast elektrolytt i stedet for den konvensjonelle flytende motparten.
Gitt det store potensialet til denne solid state-batteriteknologien, hvorfor har den ikke blitt introdusert på markedet ennå? Fordi overgangen fra laboratorium til kommersialisering står overfor to utfordringer:teknisk gjennomførbarhetogøkonomisk levedyktighet.
- 1. Teknisk gjennomførbarhet: Kjernen i et faststoffbatteri er å erstatte den flytende elektrolytten med en fast elektrolytt. Det er imidlertid en betydelig utfordring å opprettholde stabiliteten i grensesnittet mellom den faste elektrolytten og elektrodematerialet. Utilstrekkelig kontakt kan føre til økt motstand, og dermed redusere batteriets ytelse. I tillegg lider faste elektrolytter av lavere ioneledningsevne og langsommerelitiumionmobilitet, noe som fører til lavere lade- og utladingshastigheter.
- Dessuten er produksjonsprosessen mer kompleks. For eksempel må sulfidfaste elektrolytter produseres under beskyttelse av inert gass for å forhindre fuktighetsreaksjoner i luften som genererer giftige gasser. Denne dyre og teknisk utfordrende prosessen hindrer for tiden muligheten for masseproduksjon. Dessuten avviker laboratorietestforhold ofte betydelig fra virkelige miljøer, noe som fører til at mange teknologier ikke klarer å oppnå de forventede resultatene.
- 2. Økonomisk levedyktighet:Kostnaden for et helt faststoffbatteri er flere ganger høyere enn for tradisjonelle flytende litiumbatterier, og veien til kommersialisering er full av vanskeligheter. Selv om det har høyere sikkerhet i teorien, kan den faste elektrolytten i praksis brytes ned ved høye temperaturer, noe som resulterer i redusert batteriytelse eller til og med svikt.
- I tillegg kan dendritter dannes under lade- og utladingsprosessen, noe som kan gjennombore separatoren og forårsake kortslutninger og til og med eksplosjoner, noe som gjør sikkerhet og pålitelighet til et betydelig problem. Dessuten, når småskala produksjonsprosesser skaleres opp for industriell produksjon, vil kostnadene skyte i været.
Når kommer solid state-batterier?
Solid-state-batterier forventes å finne primære bruksområder innen avansert forbrukerelektronikk, småskala elektriske kjøretøy (EV-er) og industrier med strenge ytelses- og sikkerhetskrav, som for eksempel luftfart. Solid-state-batteriene som for tiden er tilgjengelige på markedet er imidlertid fortsatt i de tidlige stadiene av konseptmarkedsføring.
Fremtredende bilselskaper ogprodusenter av litiumbatterierSom SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD og EVE utvikler de aktivt solid-state-batterier. Likevel, basert på deres siste produksjonsplaner, er det usannsynlig at fullskala masseproduksjon av solid-state-batterier vil starte før tidligst 2026–2027. Selv Toyota har måttet revidere tidslinjen sin flere ganger og planlegger nå å starte masseproduksjon i 2030.
Det er viktig å merke seg at tilgjengelighetstiden for solid-state-batterier kan variere på grunn av ulike faktorer, som teknologiske utfordringer og myndighetsgodkjenning.
Viktige hensyn for forbrukere
Mens man følger nøye med på utviklingen isolid state litiumbatteriInnenfor dette feltet er det avgjørende at forbrukerne er årvåkne og ikke lar seg påvirke av overfladisk blendende informasjon. Selv om ekte innovasjon og teknologiske gjennombrudd er verdt å forvente, krever de tid for verifisering. La oss håpe at etter hvert som teknologien utvikler seg og markedet modnes, vil det dukke opp sikrere og rimeligere nye energiløsninger i fremtiden.
⭐ Klikk nedenfor for å lære mer om solid state-batteriet:
Publisert: 30. oktober 2024