Trdne baterije so vrsta baterij, ki uporabljajo trdne elektrode in elektrolite, za razliko od tekočih ali polimernih gel elektrolitov, ki se uporabljajo v tradicionalnih litij-ionskih baterijah. Imajo večjo energijsko gostoto, hitrejše čase polnjenja in izboljšano varnost v primerjavi s tradicionalnimi baterijami.
Ali polprevodniške baterije uporabljajo litij?
Da, večina trdnih baterij, ki so trenutno v razvoju, uporablja litij kot primarni element.
Seveda lahko trdne baterije kot elektrolit uporabljajo različne materiale, vključno z litijem. Vendar pa lahko trdne baterije kot elektrolit uporabljajo tudi druge materiale, kot so natrij, žveplo ali keramika.
Na splošno je izbira elektrolitnega materiala odvisna od različnih dejavnikov, kot so zmogljivost, varnost, stroški in razpoložljivost. Litijeve baterije v trdnem stanju so obetavna tehnologija za shranjevanje energije naslednje generacije zaradi visoke energijske gostote, dolge življenjske dobe in izboljšane varnosti.
Kako delujejo trdne baterije?
Trdne baterije za prenos ionov med elektrodama (anodo in katodo) uporabljajo trdni elektrolit namesto tekočega. Elektrolit je običajno izdelan iz keramike, stekla ali polimernega materiala, ki je kemično stabilen in prevoden.
Ko se polprevodniška baterija polni, se elektroni odvlečejo s katode in se prenesejo skozi trdni elektrolit do anode, kar ustvari tok. Ko se baterija izprazni, se tok obrne, elektroni pa se premikajo od anode do katode.
Trdne baterije imajo pred tradicionalnimi baterijami več prednosti. So varnejše, saj je trdni elektrolit manj nagnjen k puščanju ali eksploziji kot tekoči elektroliti. Imajo tudi večjo energijsko gostoto, kar pomeni, da lahko shranijo več energije v manjši prostornini.
Vendar pa je pri polprevodniških baterijah še vedno nekaj izzivov, vključno z visokimi proizvodnimi stroški in omejeno zmogljivostjo. Raziskave za razvoj boljših trdnih elektrolitnih materialov ter izboljšanje delovanja in življenjske dobe polprevodniških baterij še potekajo.
Koliko podjetij s trdnimi baterijami je trenutno na trgu?
Trenutno obstaja več podjetij, ki razvijajo trdne baterije:
1. Kvantni svet:Zagonsko podjetje, ustanovljeno leta 2010, ki je pritegnilo naložbe Volkswagna in Billa Gatesa. Trdijo, da so razvili polprevodniško baterijo, ki lahko poveča doseg električnega vozila za več kot 80 %.
2. Toyota:Japonski proizvajalec avtomobilov že nekaj let dela na polprevodniških baterijah in si prizadeva, da bi jih začel proizvajati do začetka leta 2020.
3. Fisker:Zagonsko podjetje za luksuzna električna vozila, ki sodeluje z raziskovalci na UCLA pri razvoju trdnih baterij, za katere trdijo, da bodo drastično povečale doseg njihovih vozil.
4. BMW:Nemški proizvajalec avtomobilov dela tudi na polprevodniških baterijah in je pri njihovem razvoju sodeloval s podjetjem Solid Power, zagonskim podjetjem s sedežem v Koloradu.
5. Samsung:Korejski elektronski velikan razvija trdne baterije za uporabo v pametnih telefonih in drugih elektronskih napravah.
Ali se bodo v prihodnosti za shranjevanje sončne energije uporabljale trdne baterije?
Trdne baterije imajo potencial za revolucijo pri shranjevanju energije za sončne aplikacije. V primerjavi s tradicionalnimi litij-ionskimi baterijami ponujajo trdne baterije večjo energijsko gostoto, hitrejše čase polnjenja in večjo varnost. Njihova uporaba v sistemih za shranjevanje sončne energije bi lahko izboljšala splošno učinkovitost, zmanjšala stroške in naredila obnovljivo energijo bolj dostopno. Raziskave in razvoj tehnologije trdnih baterij še potekajo in možno je, da bi te baterije v prihodnosti postale glavna rešitev za shranjevanje sončne energije. Zdaj pa so trdne baterije posebej zasnovane za uporabo v električnih vozilih.
Toyota razvija trdne baterije prek podjetja Prime Planet Energy & Solutions Inc., skupnega podjetja s Panasonicom, ki je začelo delovati aprila 2020 in ima približno 5100 zaposlenih, vključno z 2400 v kitajski podružnici, vendar je proizvodnja trenutno še vedno precej omejena in upa, da bo do leta 2025, ko bo pravi čas, delež še večji.
Kdaj bodo na voljo trdne baterije?
Nimamo dostopa do najnovejših novic in posodobitev glede razpoložljivosti polprevodniških baterij. Vendar pa več podjetij dela na razvoju polprevodniških baterij, nekatera pa so napovedala, da jih nameravajo predstaviti do leta 2025 ali kasneje. Vendar je ključnega pomena omeniti, da se lahko časovnica za razpoložljivost polprevodniških baterij razlikuje glede na različne dejavnike, kot so tehnološki izzivi in regulativna odobritev.
Čas objave: 3. junij 2023