Твердотельные аккумуляторы — это тип аккумуляторов, в которых используются твердые электроды и электролиты, в отличие от жидких или полимерных гелевых электролитов, используемых в традиционных литий-ионных аккумуляторах. Они обладают более высокой плотностью энергии, более быстрой зарядкой и повышенной безопасностью по сравнению с традиционными аккумуляторами.
Используют ли твердотельные батареи литий?
Да, в настоящее время большинство разрабатываемых твердотельных аккумуляторов используют литий в качестве основного элемента.
Конечно, в твердотельных аккумуляторах в качестве электролита могут использоваться различные материалы, включая литий. Однако в твердотельных аккумуляторах в качестве электролита могут использоваться и другие материалы, такие как натрий, сера или керамика.
В целом, выбор электролита зависит от ряда факторов, таких как производительность, безопасность, стоимость и доступность. Твердотельные литиевые аккумуляторы являются перспективной технологией для хранения энергии нового поколения благодаря высокой плотности энергии, длительному сроку службы и повышенной безопасности.
Как работают твердотельные батареи?
В твердотельных аккумуляторах для переноса ионов между электродами (анодом и катодом) используется твердый электролит вместо жидкого. Электролит обычно изготавливается из керамики, стекла или полимерного материала, химически стабильного и проводящего ток.
При зарядке твердотельного аккумулятора электроны оттягиваются от катода и переносятся через твёрдый электролит к аноду, создавая ток. При разрядке аккумулятора ток меняет направление: электроны перемещаются от анода к катоду.
Твердотельные аккумуляторы имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными. Они безопаснее, поскольку твёрдый электролит менее подвержен протечкам и взрывам, чем жидкие электролиты. Они также обладают более высокой плотностью энергии, что означает, что они могут хранить больше энергии в меньшем объёме.
Однако твердотельные аккумуляторы по-прежнему сталкиваются с рядом проблем, требующих решения, включая высокую стоимость производства и ограниченную ёмкость. В настоящее время ведутся исследования по разработке более совершенных твёрдых электролитных материалов, повышению производительности и срока службы твердотельных аккумуляторов.
Сколько компаний по производству твердотельных аккумуляторов сейчас на рынке?
В настоящее время несколько компаний занимаются разработкой твердотельных аккумуляторов:
1. Квантовый ландшафт:Стартап, основанный в 2010 году и привлёкший инвестиции Volkswagen и Билла Гейтса. Компания утверждает, что разработала твердотельный аккумулятор, способный 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 из 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 для их разработки сотрудничает со стартапом Solid Power из Колорадо.
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 аккумуляторы могут произвести революцию в области накопления энергии для солнечных батарей. По сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами, твердотельные аккумуляторы обеспечивают более высокую плотность энергии, более быструю зарядку и повышенную безопасность. Их использование в системах накопления солнечной энергии может повысить общую эффективность, снизить затраты и сделать возобновляемую энергию более доступной. Исследования и разработки в области технологии твердотельных аккумуляторов продолжаются, и вполне возможно, что в будущем они станут основным решением для накопления солнечной энергии. Однако в настоящее время твердотельные аккумуляторы специально разработаны для электромобилей.
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 дочернего предприятия, однако объемы производства пока еще довольно ограничены, и мы надеемся увеличить долю рынка к 2025 году, когда придет время.
Когда твердотельные батареи поступят в продажу?
У нас нет доступа к последним новостям и обновлениям, касающимся доступности твердотельных аккумуляторов. Тем не менее, несколько компаний работают над разработкой твердотельных аккумуляторов, а некоторые объявили о планах их выпуска к 2025 году или позднее. Однако важно отметить, что сроки появления твердотельных аккумуляторов могут варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как технологические сложности и получение разрешений регулирующих органов.
Время публикации: 03 июня 2023 г.