Obecnie nie ma żadnego sensownego rozwiązania problemu odłączania baterii półprzewodnikowych ze względu na trwający etap badań i rozwoju, który przedstawia różne nierozwiązane wyzwania techniczne, ekonomiczne i komercyjne. Biorąc pod uwagę obecne ograniczenia techniczne, masowa produkcja jest nadal odległym celem, a baterie półprzewodnikowe nie są jeszcze dostępne na rynku.
Co utrudnia rozwój baterii ze stałym elektrolitem?
Baterie ze stałym elektrolitemwykorzystać stały elektrolit zamiast płynnego elektrolitu stosowanego w tradycyjnychbaterie litowo-jonowe. Konwencjonalne baterie litowo-ciekłe składają się z czterech podstawowych komponentów: elektrody dodatniej, elektrody ujemnej, elektrolitu i separatora. Natomiast baterie stałe wykorzystują stały elektrolit zamiast konwencjonalnego odpowiednika ciekłego.
Biorąc pod uwagę ogromny potencjał tej technologii baterii półprzewodnikowych, dlaczego nie została ona jeszcze wprowadzona na rynek? Ponieważ przejście z laboratorium do komercjalizacji wiąże się z dwoma wyzwaniami:wykonalność technicznaIopłacalność ekonomiczna.
- 1. Wykonalność techniczna: Rdzeniem baterii stałego stanu jest zastąpienie ciekłego elektrolitu stałym elektrolitem. Jednak utrzymanie stabilności na styku stałego elektrolitu z materiałem elektrody stanowi poważne wyzwanie. Niewystarczający kontakt może prowadzić do zwiększonego oporu, co z kolei obniża wydajność baterii. Ponadto stałe elektrolity charakteryzują się niższą przewodnością jonową i wolniejszymlitowo-jonowymobilność, co prowadzi do wolniejszego ładowania i rozładowywania.
- Ponadto proces produkcyjny jest bardziej złożony. Na przykład, siarczkowe elektrolity stałe muszą być produkowane pod osłoną gazu obojętnego, aby zapobiec reakcjom wilgoci w powietrzu, które generują toksyczne gazy. Ten kosztowny i technicznie trudny proces obecnie utrudnia wykonalność masowej produkcji. Ponadto warunki testów laboratoryjnych często znacznie różnią się od warunków rzeczywistych, co powoduje, że wiele technologii nie jest w stanie osiągnąć oczekiwanych rezultatów.
- 2. Opłacalność ekonomiczna:Koszt całkowicie stałego akumulatora jest kilkakrotnie wyższy niż tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych, a droga do komercjalizacji jest obarczona trudnościami. Chociaż teoretycznie jest on bezpieczniejszy, w praktyce stały elektrolit może ulec rozpadowi w wysokich temperaturach, co skutkuje obniżeniem wydajności akumulatora, a nawet jego awarią.
- Ponadto dendryty mogą tworzyć się podczas ładowania i rozładowywania, przebijając separator, powodując zwarcia, a nawet eksplozje, co sprawia, że bezpieczeństwo i niezawodność stają się poważnym problemem. Ponadto, gdy proces produkcji na małą skalę zostanie przeskalowany do produkcji przemysłowej, koszty gwałtownie wzrosną.
Kiedy pojawią się baterie ze stałym elektrolitem?
Oczekuje się, że baterie półprzewodnikowe znajdą zastosowanie przede wszystkim w wysokiej klasy elektronice użytkowej, małych pojazdach elektrycznych (EV) i branżach o rygorystycznych wymaganiach dotyczących wydajności i bezpieczeństwa, takich jak lotnictwo i kosmonautyka. Jednak baterie półprzewodnikowe obecnie dostępne na rynku są nadal na wczesnym etapie marketingu koncepcyjnego.
Wybitne firmy motoryzacyjne iproducenci baterii litowychpodobnie jak SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD i EVE aktywnie rozwijają baterie półprzewodnikowe. Niemniej jednak, biorąc pod uwagę ich najnowsze harmonogramy produkcji, mało prawdopodobne jest, aby pełnoskalowa masowa produkcja baterii półprzewodnikowych rozpoczęła się najwcześniej w latach 2026-2027. Nawet Toyota musiała wielokrotnie zmieniać swój harmonogram 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 regulacyjne.
Kluczowe kwestie dla konsumentów
Jednocześnie uważnie monitorując postępy wbateria litowa w stanie stałymdziedzinie, kluczowe jest, aby konsumenci zachowali czujność i nie dali się zwieść powierzchownie olśniewającym informacjom. Chociaż prawdziwe innowacje i przełomy technologiczne są warte oczekiwania, wymagają czasu na ich weryfikację. 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-paź-2024