В настоящее время не существует жизнеспособного решения проблемы отключения твердотельных аккумуляторов из-за их продолжающейся стадии исследований и разработок, которая представляет различные нерешенные технические, экономические и коммерческие проблемы. Учитывая текущие технические ограничения, массовое производство все еще является отдаленной целью, и твердотельные аккумуляторы пока не доступны на рынке.
Что препятствует развитию твердотельных аккумуляторов?
Твердотельные батареииспользовать твердый электролит вместо жидкого электролита, который используется в традиционныхлитий-ионные аккумуляторы. Обычные жидкие литиевые батареи состоят из четырех основных компонентов: положительного электрода, отрицательного электрода, электролита и сепаратора. Напротив, твердотельные батареи используют твердый электролит вместо обычного жидкого аналога.
Учитывая огромный потенциал этой технологии твердотельных аккумуляторов, почему она до сих пор не представлена на рынке? Потому что переход от лабораторных исследований к коммерциализации сталкивается с двумя проблемами:техническая осуществимостьиэкономическая жизнеспособность.
- 1. Техническая осуществимость: Суть твердотельной батареи заключается в замене жидкого электролита на твердый электролит. Однако поддержание стабильности на границе раздела между твердым электролитом и материалом электрода представляет собой значительную проблему. Недостаточный контакт может привести к увеличению сопротивления, что снижает производительность батареи. Кроме того, твердые электролиты страдают от более низкой ионной проводимости и более медленноголитий-ионныймобильность, что приводит к снижению скорости зарядки и разрядки.
- Более того, производственный процесс становится более сложным. Например, сульфидные твердые электролиты должны производиться под защитой инертного газа, чтобы предотвратить реакции влаги в воздухе, которые генерируют токсичные газы. Этот дорогостоящий и технически сложный процесс в настоящее время препятствует возможности массового производства. Кроме того, условия лабораторных испытаний часто существенно отличаются от реальных условий, из-за чего многие технологии не могут достичь ожидаемых результатов.
- 2. Экономическая эффективность:Стоимость твердотельной батареи в несколько раз выше стоимости традиционных жидкостных литиевых батарей, а путь к коммерциализации сопряжен с трудностями. Хотя в теории она более безопасна, на практике твердый электролит может разрушаться при высоких температурах, что приводит к снижению производительности батареи или даже к ее выходу из строя.
- Кроме того, дендриты могут образовываться во время процесса зарядки и разрядки, прокалывая сепаратор, вызывая короткие замыкания и даже взрывы, что делает безопасность и надежность серьезной проблемой. Кроме того, когда мелкосерийный производственный процесс масштабируется для промышленного производства, затраты резко возрастут.
Когда появятся твердотельные батареи?
Ожидается, что твердотельные батареи найдут основное применение в высококачественной потребительской электронике, малогабаритных электромобилях (ЭМ) и отраслях с жесткими требованиями к производительности и безопасности, таких как аэрокосмическая промышленность. Однако твердотельные батареи, которые в настоящее время доступны на рынке, все еще находятся на ранних стадиях концептуального маркетинга.
Известные автомобильные компании ипроизводители литиевых батарейТакие компании, как SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD и EVE, активно разрабатывают твердотельные батареи. Тем не менее, судя по последним производственным графикам, маловероятно, что полномасштабное массовое производство твердотельных батарей начнется не ранее 2026-2027 гг. Даже Toyota пришлось несколько раз пересматривать свои сроки, и теперь она планирует начать массовое производство в 2030 г.
Важно отметить, что сроки доступности твердотельных аккумуляторов могут варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как технологические сложности и одобрение регулирующих органов.
Ключевые соображения для потребителей
Внимательно следя за достижениями втвердотельная литиевая батареяобласти, крайне важно, чтобы потребители оставались бдительными и не поддавались поверхностно ослепляющей информации. Хотя подлинные инновации и технологические прорывы заслуживают ожидания, для их проверки требуется время. Будем надеяться, что по мере развития технологий и созревания рынка в будущем появятся более безопасные и доступные новые энергетические решения.
⭐ Нажмите ниже, чтобы узнать больше о твердотельном аккумуляторе:
Время публикации: 30 октября 2024 г.