Obecnie nie ma realnego rozwiązania problemu odłączania się akumulatorów półprzewodnikowych ze względu na trwający etap badań i rozwoju, który wiąże się z licznymi nierozwiązanymi wyzwaniami technicznymi, ekonomicznymi i komercyjnymi. Biorąc pod uwagę obecne ograniczenia techniczne, masowa produkcja jest wciąż odległym celem, a akumulatory półprzewodnikowe nie są jeszcze dostępne na rynku.
Co utrudnia rozwój baterii półprzewodnikowych?
Baterie półprzewodnikowewykorzystać stały elektrolit zamiast ciekłego elektrolitu stosowanego w tradycyjnychbaterie litowo-jonoweKonwencjonalne baterie litowo-jonowe składają się z czterech podstawowych elementów: elektrody dodatniej, elektrody ujemnej, elektrolitu i separatora. Natomiast baterie ze stałym elektrolitem wykorzystują stały elektrolit zamiast konwencjonalnego ciekłego odpowiednika.
Biorąc pod uwagę ogromny potencjał tej technologii baterii półprzewodnikowych, dlaczego nie została ona jeszcze wprowadzona na rynek? Ponieważ przejście od badań laboratoryjnych do komercjalizacji wiąże się z dwoma wyzwaniami:wykonalność technicznaIopłacalność ekonomiczna.
- 1. Wykonalność techniczna: Istotą baterii ze stałym elektrolitem jest zastąpienie ciekłego elektrolitu elektrolitem stałym. Jednak utrzymanie stabilności na styku między stałym elektrolitem a materiałem elektrody stanowi poważne wyzwanie. Niewystarczający kontakt może prowadzić do wzrostu rezystancji, a tym samym obniżenia wydajności baterii. Ponadto, elektrolity stałe charakteryzują się niższą przewodnością jonową i wolniejszym ładowaniem.litowo-jonowymobilność, co skutkuje wolniejszym ładowaniem i rozładowywaniem.
- Co więcej, proces produkcyjny jest bardziej złożony. Na przykład, siarczkowe elektrolity stałe muszą być wytwarzane w atmosferze gazu obojętnego, aby zapobiec reakcjom wilgoci w powietrzu, które generują toksyczne gazy. Ten kosztowny i trudny technicznie proces utrudnia obecnie masową produkcję. Co więcej, warunki testów laboratoryjnych często znacznie różnią się od warunków rzeczywistych, co sprawia, że wiele technologii nie jest w stanie osiągnąć oczekiwanych rezultatów.
- 2. Opłacalność ekonomiczna:Koszt baterii w pełni stałych jest kilkakrotnie wyższy niż tradycyjnych baterii litowo-jonowych, a droga do ich komercjalizacji jest obarczona wieloma trudnościami. Chociaż teoretycznie charakteryzują się one wyższym poziomem bezpieczeństwa, w praktyce stały elektrolit może ulec rozpadowi w wysokich temperaturach, co może prowadzić do obniżenia wydajności baterii, a nawet jej awarii.
- Dodatkowo, podczas ładowania i rozładowywania, dendryty mogą formować się, przebijając separator, powodując zwarcia, a nawet eksplozje, co sprawia, że bezpieczeństwo i niezawodność stają się poważnym problemem. Co więcej, skalowanie procesu produkcji na małą skalę do produkcji przemysłowej będzie wiązało się z gwałtownym wzrostem kosztów.
Kiedy pojawią się baterie ze stałym elektrolitem?
Oczekuje się, że baterie półprzewodnikowe znajdą zastosowanie przede wszystkim w zaawansowanej elektronice użytkowej, małych pojazdach elektrycznych (EV) oraz w branżach o rygorystycznych wymaganiach dotyczących wydajności i bezpieczeństwa, takich jak przemysł lotniczy i kosmiczny. Jednak baterie półprzewodnikowe dostępne obecnie na rynku są wciąż na wczesnym etapie rozwoju koncepcji marketingowej.
Wybitne firmy samochodowe iproducenci baterii litowychFirmy takie jak SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD i EVE aktywnie rozwijają baterie ze stałym elektrolitem. Niemniej jednak, biorąc pod uwagę ich najnowsze harmonogramy produkcji, mało prawdopodobne jest, aby masowa produkcja baterii ze stałym elektrolitem rozpoczęła się na pełną skalę najwcześniej w latach 2026-2027. Nawet Toyota musiała wielokrotnie korygować swoje harmonogramy i obecnie planuje rozpocząć masową produkcję w 2030 roku.
Należy pamiętać, że termin dostępności baterii ze stałym elektrolitem może się różnić ze względu na różne czynniki, takie jak wyzwania technologiczne i zgody organów regulacyjnych.
Kluczowe kwestie dla konsumentów
Jednocześnie uważnie monitorując postępy wbateria litowo-jonowaW tej dziedzinie kluczowe jest, aby konsumenci zachowali czujność i nie dali się zwieść pozornie olśniewającym informacjom. Choć prawdziwe innowacje i przełomy technologiczne są warte oczekiwania, ich weryfikacja wymaga czasu. Miejmy nadzieję, że wraz z postępem technologii i dojrzewaniem rynku, w przyszłości pojawią się bezpieczniejsze i bardziej przystępne cenowo nowe rozwiązania energetyczne.
⭐ Kliknij poniżej, aby dowiedzieć się więcej o baterii ze stałym elektrolitem:
Czas publikacji: 30 października 2024 r.