Baterie ze stałym elektrolitem to rodzaj baterii, w której stosuje się stałe elektrody i elektrolity, w przeciwieństwie do elektrolitów ciekłych lub żelowych polimerów stosowanych w tradycyjnych bateriach litowo-jonowych. Mają one większą gęstość energii, szybsze czasy ładowania i lepsze bezpieczeństwo w porównaniu do tradycyjnych baterii.
Czy baterie ze stałym elektrolitem wykorzystują lit?
Tak, obecnie większość baterii ze stałym elektrolitem, nad którymi się pracuje, wykorzystuje lit jako podstawowy pierwiastek.
Oczywiście baterie ze stałym elektrolitem mogą wykorzystywać różne materiały jako elektrolit, w tym lit. Jednak baterie ze stałym elektrolitem mogą również wykorzystywać inne materiały, takie jak sód, siarka lub ceramika jako elektrolit.
Ogólnie rzecz biorąc, wybór materiału elektrolitu zależy od różnych czynników, takich jak wydajność, bezpieczeństwo, koszt i dostępność. Baterie litowe ze stałym elektrolitem to obiecująca technologia dla magazynowania energii nowej generacji ze względu na wysoką gęstość energii, długi cykl życia i zwiększone bezpieczeństwo.
Jak działają baterie ze stałym elektrolitem?
Baterie ze stałym elektrolitem wykorzystują stały elektrolit zamiast ciekłego elektrolitu do przenoszenia jonów między elektrodami (anodą i katodą) baterii. Elektrolit jest zazwyczaj wykonany z materiału ceramicznego, szklanego lub polimerowego, który jest chemicznie stabilny i przewodzący.
Gdy bateria w stanie stałym jest ładowana, elektrony są pobierane z katody i transportowane przez stały elektrolit do anody, tworząc przepływ prądu. Gdy bateria jest rozładowywana, przepływ prądu jest odwracany, a elektrony przemieszczają się z anody do katody.
Baterie ze stałym elektrolitem mają kilka zalet w porównaniu z tradycyjnymi bateriami. Są bezpieczniejsze, ponieważ stały elektrolit jest mniej podatny na wycieki lub wybuchy niż elektrolity ciekłe. Mają również większą gęstość energii, co oznacza, że mogą przechowywać więcej energii w mniejszej objętości.
Istnieją jednak pewne wyzwania, które należy rozwiązać w przypadku baterii ze stałym elektrolitem, w tym wysokie koszty produkcji i ograniczona pojemność. Trwają badania mające na celu opracowanie lepszych materiałów z elektrolitem stałym oraz poprawę wydajności i żywotności baterii ze stałym elektrolitem.
Ile firm produkujących baterie ze stałym elektrolitem jest obecnie na rynku?
Obecnie kilka firm zajmuje się opracowywaniem baterii ze stałym elektrolitem:
1. Krajobraz kwantowy:Startup założony w 2010 r., który przyciągnął inwestycje od Volkswagena i Billa Gatesa. Twierdzą, że opracowali baterię ze stałym elektrolitem, która może zwiększyć zasięg pojazdu elektrycznego o ponad 80%.
2.Toyota:Japoński producent samochodów pracuje nad bateriami ze stałym elektrolitem od kilku lat i zamierza wprowadzić je do produkcji na początku lat dwudziestych XXI wieku.
3. Rybak:Startup zajmujący się produkcją luksusowych samochodów elektrycznych współpracuje z naukowcami z UCLA w celu opracowania baterii ze stałym elektrolitem, które, jak twierdzą, radykalnie zwiększą zasięg ich pojazdów.
4.BMW:Niemiecki producent samochodów pracuje również nad bateriami ze stałym elektrolitem i nawiązał współpracę z Solid Power, start-upem z siedzibą w Kolorado, w celu ich opracowania.
5.Samsung:Koreański gigant elektroniczny opracowuje baterie ze stałym elektrolitem do zastosowania w smartfonach i innych urządzeniach elektronicznych.
Czy w przyszłości do magazynowania energii słonecznej będą stosowane baterie ze stałym elektrolitem?
Akumulatory półprzewodnikowe mają potencjał zrewolucjonizowania magazynowania energii w zastosowaniach solarnych. W porównaniu do tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych, akumulatory półprzewodnikowe oferują większą gęstość energii, szybsze czasy ładowania i większe bezpieczeństwo. Ich zastosowanie w systemach magazynowania energii słonecznej może poprawić ogólną wydajność, obniżyć koszty i uczynić energię odnawialną bardziej dostępną. Badania i rozwój w zakresie technologii akumulatorów półprzewodnikowych są w toku i możliwe, że akumulatory te staną się w przyszłości głównym rozwiązaniem w zakresie magazynowania energii słonecznej. Jednak obecnie akumulatory półprzewodnikowe są specjalnie zaprojektowane do zastosowań w pojazdach elektrycznych.
Toyota opracowuje baterie ze stałym elektrolitem za pośrednictwem Prime Planet Energy & Solutions Inc., spółki joint venture z Panasonic, która rozpoczęła działalność w kwietniu 2020 r. i zatrudnia około 5100 pracowników, w tym 2400 w chińskiej filii. Obecnie produkcja jest dość ograniczona, a do 2025 r., gdy nadejdzie odpowiedni czas, udziały w rynku wzrosną.
Kiedy będą dostępne baterie ze stałym elektrolitem?
Nie mamy dostępu do najnowszych wiadomości i aktualizacji dotyczących dostępności baterii półprzewodnikowych. Jednak kilka firm pracuje nad opracowaniem baterii półprzewodnikowych, a niektóre ogłosiły, że planują wprowadzić je na rynek do 2025 r. lub później. Należy jednak pamiętać, że harmonogram dostępności baterii półprzewodnikowych może się różnić w zależności od różnych czynników, takich jak wyzwania technologiczne i zatwierdzenia regulacyjne.
Czas publikacji: 03-06-2023