В настоящее время не существует эффективного решения проблемы отключения твердотельных аккумуляторов, поскольку исследования и разработки в этой области продолжаются, что создает ряд нерешенных технических, экономических и коммерческих проблем. Учитывая существующие технические ограничения, массовое производство пока остается отдаленной целью, и твердотельные аккумуляторы пока не представлены на рынке.
Что препятствует развитию твердотельных аккумуляторов?
Твердотельные батареииспользовать твердый электролит вместо жидкого электролита, который используется в традиционныхлитий-ионные аккумуляторыОбычные жидкие литиевые аккумуляторы состоят из четырёх основных компонентов: положительного электрода, отрицательного электрода, электролита и сепаратора. В отличие от них, в твердотельных аккумуляторах используется твёрдый электролит вместо традиционного жидкого.
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 трудностями:техническая осуществимостьиэкономическая жизнеспособность.
- 1. Техническая осуществимость: Суть твердотельного аккумулятора заключается в замене жидкого электролита твердым. Однако поддержание стабильности на границе раздела между твердым электролитом и материалом электрода представляет собой серьезную проблему. Недостаточный контакт может привести к повышению сопротивления, что снижает производительность аккумулятора. Кроме того, твердые электролиты обладают более низкой ионной проводимостью и более медленнымлитий-ионныймобильность, что приводит к снижению скорости зарядки и разрядки.
- Более того, процесс производства становится сложнее. Например, сульфидные твёрдые электролиты необходимо производить в среде инертного газа, чтобы предотвратить реакции с влагой на воздухе, приводящие к образованию токсичных газов. Этот дорогостоящий и технически сложный процесс в настоящее время препятствует возможности массового производства. Более того, условия лабораторных испытаний часто существенно отличаются от реальных условий, из-за чего многие технологии не позволяют достичь ожидаемых результатов.
- 2. Экономическая жизнеспособность:Стоимость твердотельных аккумуляторов в несколько раз выше, чем традиционных жидкостных литиевых, и путь к их коммерциализации сопряжен с трудностями. Хотя теоретически они более безопасны, на практике твёрдый электролит может разрушаться при высоких температурах, что приводит к снижению производительности аккумулятора или даже к его выходу из строя.
- Кроме того, во время зарядки и разрядки могут образовываться дендриты, прокалывающие сепаратор, вызывая короткие замыкания и даже взрывы, что ставит под серьёзное давление вопросы безопасности и надёжности. Более того, при масштабировании мелкосерийного производства до уровня промышленного производства затраты резко возрастут.
Когда появятся твердотельные батареи?
Ожидается, что твердотельные аккумуляторы найдут основное применение в высокотехнологичной потребительской электронике, малогабаритных электромобилях (ЭМ) и отраслях с высокими требованиями к производительности и безопасности, таких как аэрокосмическая промышленность. Однако представленные в настоящее время на рынке твердотельные аккумуляторы пока находятся на ранней стадии разработки.
Известные автомобильные компании ипроизводители литиевых аккумуляторовТакие компании, как SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD и EVE, активно разрабатывают твердотельные аккумуляторы. Тем не менее, судя по их последним производственным графикам, полномасштабное массовое производство твердотельных аккумуляторов вряд ли начнётся ранее 2026-2027 годов. Даже Toyota неоднократно корректировала свои сроки и теперь планирует начать массовое производство в 2030 году.
Важно отметить, что сроки доступности твердотельных аккумуляторов могут меняться из-за различных факторов, таких как технологические проблемы и разрешения регулирующих органов.
Ключевые соображения для потребителей
Внимательно следя за достижениями втвердотельная литиевая батареяВ этой сфере потребителям крайне важно сохранять бдительность и не поддаваться поверхностной, ошеломляющей информации. Хотя подлинные инновации и технологические прорывы заслуживают ожидания, для их подтверждения требуется время. Будем надеяться, что по мере развития технологий и развития 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.