Твердотельные батареи — это тип батарей, в которых используются твердые электроды и электролиты, в отличие от жидких или полимерных гелевых электролитов, используемых в традиционных литий-ионных батареях. Они имеют более высокую плотность энергии, более быстрое время зарядки и улучшенную безопасность по сравнению с традиционными батареями.
Используют ли твердотельные батареи литий?
Да, в настоящее время большинство твердотельных аккумуляторов, находящихся в разработке, используют литий в качестве основного элемента.
Конечно, твердотельные батареи могут использовать различные материалы в качестве электролита, включая литий. Однако твердотельные батареи могут также использовать другие материалы, такие как натрий, сера или керамика в качестве электролита.
В целом, выбор электролитного материала зависит от различных факторов, таких как производительность, безопасность, стоимость и доступность. Твердотельные литиевые батареи являются перспективной технологией для хранения энергии следующего поколения благодаря своей высокой плотности энергии, длительному сроку службы и повышенной безопасности.
Как работают твердотельные батареи?
Твердотельные батареи используют твердый электролит вместо жидкого для переноса ионов между электродами (анодом и катодом) батареи. Электролит обычно изготавливается из керамики, стекла или полимерного материала, который химически стабилен и токопроводящ.
Когда твердотельная батарея заряжается, электроны вытягиваются из катода и транспортируются через твердый электролит к аноду, создавая поток тока. Когда батарея разряжается, поток тока меняется на обратный, и электроны перемещаются от анода к катоду.
Твердотельные батареи имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными батареями. Они безопаснее, так как твердый электролит менее подвержен утечкам или взрывам, чем жидкие электролиты. Они также имеют более высокую плотность энергии, что означает, что они могут хранить больше энергии в меньшем объеме.
Однако все еще есть некоторые проблемы, которые необходимо решить с твердотельными батареями, включая высокие производственные затраты и ограниченную емкость. Продолжаются исследования по разработке лучших твердых электролитных материалов и повышению производительности и срока службы твердотельных батарей.
Сколько компаний, производящих твердотельные аккумуляторы, сейчас на рынке?
В настоящее время разработкой твердотельных аккумуляторов занимаются несколько компаний:
1. Квантовый ландшафт:Стартап, основанный в 2010 году, который привлек инвестиции от Volkswagen и Билла Гейтса. Они утверждают, что разработали твердотельную батарею, которая может увеличить запас хода электромобиля более чем на 80%.
2. Тойота:Японский автопроизводитель уже несколько лет работает над твердотельными аккумуляторами и планирует запустить их в производство к началу 2020-х годов.
3. Фискер:Стартап по производству электромобилей класса люкс сотрудничает с исследователями Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе с целью разработки твердотельных аккумуляторов, которые, по их утверждению, значительно увеличат запас хода их транспортных средств.
4. БМВ:Немецкий автопроизводитель также работает над твердотельными аккумуляторами и сотрудничает с Solid Power, стартапом из Колорадо, для их разработки.
5. Самсунг:Корейский электронный гигант разрабатывает твердотельные аккумуляторы для использования в смартфонах и других электронных устройствах.
Будут ли в будущем применяться твердотельные батареи для хранения солнечной энергии?
Твердотельные батареи имеют потенциал для революции в хранении энергии для солнечных приложений. По сравнению с традиционными литий-ионными батареями, твердотельные батареи предлагают более высокую плотность энергии, более быстрое время зарядки и повышенную безопасность. Их использование в системах хранения солнечной энергии может повысить общую эффективность, снизить затраты и сделать возобновляемую энергию более доступной. Исследования и разработки в области технологии твердотельных батарей продолжаются, и вполне возможно, что эти батареи могут стать основным решением для хранения солнечной энергии в будущем. Но сейчас твердотельные батареи специально разработаны для применения в электромобилях.
Toyota разрабатывает твердотельные аккумуляторы через Prime Planet Energy & Solutions Inc., совместное предприятие с Panasonic, которое начало работу в апреле 2020 года и насчитывает около 5100 сотрудников, включая 2400 сотрудников китайского филиала, но пока что с довольно ограниченным объемом производства и надеждой на увеличение доли к 2025 году, когда придет время.
Когда появятся в продаже твердотельные батареи?
У нас нет доступа к последним новостям и обновлениям относительно доступности твердотельных батарей. Тем не менее, несколько компаний работают над разработкой твердотельных батарей, и некоторые из них объявили, что планируют запустить их к 2025 году или позже. Однако важно отметить, что сроки доступности твердотельных батарей могут варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как технологические проблемы и одобрение регулирующих органов.
Время публикации: 03.06.2023