V súčasnosti neexistuje žiadne schodné riešenie problému odpojenia polovodičových batérií kvôli ich prebiehajúcemu výskumu a vývoju, ktorý predstavuje rôzne nevyriešené technické, ekonomické a komerčné výzvy. Vzhľadom na súčasné technické obmedzenia je masová výroba stále vzdialeným cieľom a polovodičové batérie ešte nie sú na trhu dostupné.
Čo bráni vývoju polovodičových batérií?
Pevné batériepoužiť pevný elektrolyt namiesto kvapalného elektrolytu, ktorý sa nachádza v tradičnýchlítium-iónové batérieKonvenčné kvapalné lítiové batérie pozostávajú zo štyroch základných komponentov: kladnej elektródy, zápornej elektródy, elektrolytu a separátora. Naproti tomu batérie s pevným skupenstvom používajú pevný elektrolyt namiesto konvenčnej kvapalnej náprotivky.
Vzhľadom na veľký potenciál tejto technológie polovodičových batérií, prečo ešte nebola uvedená na trh? Pretože prechod z laboratória do komercializácie čelí dvom výzvam:technická uskutočniteľnosťaekonomická životaschopnosť.
- 1. Technická uskutočniteľnosť: Jadrom polovodičovej batérie je nahradenie kvapalného elektrolytu pevným elektrolytom. Udržiavanie stability na rozhraní medzi pevným elektrolytom a materiálom elektródy však predstavuje značnú výzvu. Nedostatočný kontakt môže viesť k zvýšenému odporu, a tým k zníženiu výkonu batérie. Okrem toho pevné elektrolyty trpia nižšou iónovou vodivosťou a pomalším napájaním.lítium-iónovýmobilita, čo vedie k pomalším rýchlostiam nabíjania a vybíjania.
- Okrem toho je výrobný proces zložitejší. Napríklad sulfidové tuhé elektrolyty sa musia vyrábať pod ochranou inertného plynu, aby sa zabránilo reakciám vlhkosti vo vzduchu, ktoré vytvárajú toxické plyny. Tento nákladný a technicky náročný proces v súčasnosti bráni uskutočniteľnosti hromadnej výroby. Okrem toho sa laboratórne testovacie podmienky často výrazne líšia od reálneho prostredia, čo spôsobuje, že mnohé technológie nedokážu dosiahnuť očakávané výsledky.
- 2. Ekonomická životaschopnosť:Cena plne polovodičových batérií je niekoľkonásobne vyššia ako u tradičných tekutých lítiových batérií a cesta k ich komercializácii je plná ťažkostí. Hoci teoreticky ponúkajú vyššiu bezpečnosť, v praxi sa pevný elektrolyt môže pri vysokých teplotách rozkladať, čo vedie k zníženiu výkonu batérie alebo dokonca k jej poruche.
- Okrem toho sa počas procesu nabíjania a vybíjania môžu tvoriť dendrity, ktoré prepichnú separátor, spôsobia skraty a dokonca aj výbuchy, čo značne zvýši bezpečnosť a spoľahlivosť. Navyše, keď sa maloobjemový výrobný proces rozšíri na priemyselnú výrobu, náklady prudko vzrastú.
Kedy dorazia polovodičové batérie?
Očakáva sa, že polovodičové batérie nájdu hlavné uplatnenie vo špičkovej spotrebnej elektronike, malých elektrických vozidlách (EV) a v odvetviach s prísnymi požiadavkami na výkon a bezpečnosť, ako je napríklad letecký priemysel. Polovodičové batérie, ktoré sú v súčasnosti dostupné na trhu, sú však stále v počiatočných štádiách marketingu.
Významné automobilové spoločnosti avýrobcovia lítiových batériíSpoločnosti ako SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD a EVE aktívne vyvíjajú polovodičové batérie. Napriek tomu je na základe ich najnovších výrobných plánov nepravdepodobné, že by sa plnohodnotná hromadná výroba polovodičových batérií začala najskôr v rokoch 2026 – 2027. Dokonca aj Toyota musela svoj časový harmonogram niekoľkokrát prehodnotiť a teraz plánuje začať hromadnú výrobu v roku 2030.
Je dôležité poznamenať, že časový harmonogram dostupnosti polovodičových batérií sa môže líšiť v dôsledku rôznych faktorov, ako sú technologické výzvy a regulačné schválenia.
Kľúčové aspekty pre spotrebiteľov
Pri pozornom sledovaní pokroku vlítiová batéria v pevnom skupenstveV tejto oblasti je pre spotrebiteľov nevyhnutné zostať ostražití a nenechať sa zviesť povrchne oslnivými informáciami. Hoci sa oplatí očakávať skutočné inovácie a technologické prielomy, ich overenie si vyžaduje čas. Dúfajme, že s pokrokom technológií a dozrievaním trhu sa v budúcnosti objavia bezpečnejšie a dostupnejšie nové energetické riešenia.
⭐ Kliknite nižšie a dozviete sa viac o polovodičovej batérii:
Čas uverejnenia: 30. októbra 2024