Pevné batérie sú typom batérie, ktorá používa pevné elektródy a elektrolyty, na rozdiel od kvapalných alebo polymérnych gélových elektrolytov používaných v tradičných lítium-iónových batériách. Majú vyššiu energetickú hustotu, rýchlejšie časy nabíjania a zvýšenú bezpečnosť v porovnaní s tradičnými batériami.
Používajú polovodičové batérie lítium?
Áno, väčšina polovodičových batérií, ktoré sú v súčasnosti vo vývoji, používa ako primárny prvok lítium.
Pevné batérie môžu určite používať ako elektrolyt rôzne materiály vrátane lítia. Pevné batérie však môžu ako elektrolyt používať aj iné materiály, ako je sodík, síra alebo keramika.
Vo všeobecnosti výber elektrolytového materiálu závisí od rôznych faktorov, ako je výkon, bezpečnosť, cena a dostupnosť. Lítiové batérie v pevnom skupenstve sú sľubnou technológiou pre skladovanie energie novej generácie vďaka svojej vysokej hustote energie, dlhej životnosti a zvýšenej bezpečnosti.
Ako fungujú polovodičové batérie?
Pevné batérie používajú na prenos iónov medzi elektródami (anódou a katódou) batérie pevný elektrolyt namiesto kvapalného. Elektrolyt je zvyčajne vyrobený z keramického, skleneného alebo polymérneho materiálu, ktorý je chemicky stabilný a vodivý.
Keď sa polovodičová batéria nabíja, elektróny sa odoberajú z katódy a prenášajú sa cez pevný elektrolyt k anóde, čím vzniká prúd. Keď sa batéria vybíja, tok prúdu sa obráti, pričom elektróny sa pohybujú z anódy na katódu.
Pevné batérie majú oproti tradičným batériám niekoľko výhod. Sú bezpečnejšie, pretože pevný elektrolyt je menej náchylný na únik alebo výbuch ako kvapalné elektrolyty. Majú tiež vyššiu hustotu energie, čo znamená, že dokážu uložiť viac energie v menšom objeme.
Stále však existujú určité výzvy, ktoré je potrebné riešiť v súvislosti s polovodičovými batériami, vrátane vysokých výrobných nákladov a obmedzenej kapacity. Prebieha výskum zameraný na vývoj lepších materiálov s pevným elektrolytom a zlepšenie výkonu a životnosti polovodičových batérií.
Koľko spoločností s polovodičovými batériami je teraz na trhu?
V súčasnosti existuje niekoľko spoločností, ktoré vyvíjajú polovodičové batérie:
1. Kvantová scenéria:Startup založený v roku 2010, ktorý prilákal investície od spoločností Volkswagen a Billa Gatesa. Tvrdí, že vyvinul polovodičovú batériu, ktorá dokáže predĺžiť dojazd elektromobilu o viac ako 80 %.
2. Toyota:Japonská automobilka pracuje na polovodičových batériách už niekoľko rokov a jej cieľom je spustiť ich výrobu začiatkom roku 2020.
3. Fisker:Startup zameraný na luxusné elektromobily, ktorý spolupracuje s výskumníkmi z UCLA na vývoji polovodičových batérií, o ktorých tvrdia, že drasticky zvýšia dojazd ich vozidiel.
4. BMW:Nemecká automobilka pracuje aj na polovodičových batériách a na ich vývoji spolupracuje so spoločnosťou Solid Power, startupom so sídlom v Colorade.
5. Samsung:Kórejský elektronický gigant vyvíja polovodičové batérie pre použitie v smartfónoch a iných elektronických zariadeniach.
Budú sa v budúcnosti na skladovanie solárnej energie používať polovodičové batérie?
Pevné batérie majú potenciál priniesť revolúciu v oblasti skladovania energie pre solárne aplikácie. V porovnaní s tradičnými lítium-iónovými batériami ponúkajú pevné batérie vyššiu energetickú hustotu, rýchlejšie časy nabíjania a zvýšenú bezpečnosť. Ich použitie v systémoch skladovania solárnej energie by mohlo zlepšiť celkovú účinnosť, znížiť náklady a sprístupniť obnoviteľnú energiu. Výskum a vývoj v oblasti technológie pevných batérií stále prebieha a je možné, že tieto batérie by sa v budúcnosti mohli stať hlavným riešením pre skladovanie solárnej energie. Teraz sú však pevné batérie špeciálne navrhnuté pre aplikácie v elektromobiloch.
Spoločnosť Toyota vyvíja polovodičové batérie prostredníctvom spoločnosti Prime Planet Energy & Solutions Inc., spoločného podniku so spoločnosťou Panasonic, ktorý začal svoju činnosť v apríli 2020 a má približne 5 100 zamestnancov, vrátane 2 400 v čínskej dcérskej spoločnosti, ale stále s pomerne obmedzenou výrobou a dúfa, že do roku 2025, keď na to príde čas, sa jej podiel zvýši.
Kedy budú dostupné polovodičové batérie?
Nemáme prístup k najnovším správam a aktualizáciám týkajúcim sa dostupnosti polovodičových batérií. Niekoľko spoločností však pracuje na vývoji polovodičových batérií a niektoré oznámili, že ich plánujú uviesť na trh do roku 2025 alebo neskôr. Je však dôležité poznamenať, že časový harmonogram dostupnosti polovodičových batérií sa môže líšiť v závislosti od rôznych faktorov, ako sú technologické výzvy a regulačné schválenie.
Čas uverejnenia: 3. júna 2023