Solid state-batterier är en typ av batteri som använder fasta elektroder och elektrolyter, till skillnad från de flytande eller polymergelelektrolyter som används i traditionella litiumjonbatterier. De har högre energitätheter, snabbare laddningstider och förbättrad säkerhet jämfört med traditionella batterier.
Använder solid state-batterier litium?
Ja, de flesta solid state-batterier som för närvarande är under utveckling använder litium som primärt element.
Solid state-batterier kan visserligen använda olika material som elektrolyt, inklusive litium. Solid state-batterier kan dock också använda andra material som natrium, svavel eller keramik som elektrolyt.
I allmänhet beror valet av elektrolytmaterial på olika faktorer såsom prestanda, säkerhet, kostnad och tillgänglighet. Litiumbatterier i fast tillstånd är en lovande teknik för nästa generations energilagring tack vare deras höga energitäthet, långa livslängd och förbättrade säkerhet.
Hur fungerar solid state-batterier?
Solid state-batterier använder en fast elektrolyt istället för en flytande elektrolyt för att överföra joner mellan batteriets elektroder (anod och katod). Elektrolyten är vanligtvis tillverkad av ett keramik-, glas- eller polymermaterial som är kemiskt stabilt och ledande.
När ett fastkroppsbatteri laddas dras elektroner från katoden och transporteras genom den fasta elektrolyten till anoden, vilket skapar ett strömflöde. När batteriet urladdas är strömflödet omvänt, där elektroner rör sig från anoden till katoden.
Solid state-batterier har flera fördelar jämfört med traditionella batterier. De är säkrare eftersom den fasta elektrolyten är mindre benägen att läcka eller explodera än flytande elektrolyter. De har också högre energitäthet, vilket innebär att de kan lagra mer energi i en mindre volym.
Det finns dock fortfarande vissa utmaningar som behöver åtgärdas med fastkroppsbatterier, inklusive höga tillverkningskostnader och begränsad kapacitet. Forskning pågår för att utveckla bättre fasta elektrolytmaterial och förbättra prestandan och livslängden hos fastkroppsbatterier.
Hur många företag med solid state-batterier finns det nu på marknaden?
Det finns flera företag som för närvarande utvecklar solid state-batterier:
1. Kvantlandskap:En startup som grundades 2010 och som har lockat investeringar från Volkswagen och Bill Gates. De påstår sig ha utvecklat ett solid state-batteri som kan öka räckvidden för ett elfordon med över 80 %.
2. Toyota:Den japanska biltillverkaren har arbetat med solid state-batterier i flera år och siktar på att ha dem i produktion i början av 2020-talet.
3. Fisker:En startup för lyxiga elfordon som samarbetar med forskare vid UCLA för att utveckla solid state-batterier som de hävdar kommer att drastiskt öka räckvidden för deras fordon.
4. BMW:Den tyska biltillverkaren arbetar också med solid state-batterier och har samarbetat med Solid Power, en Colorado-baserad startup, för att utveckla dem.
5. Samsung:Den koreanska elektronikjätten utvecklar solid state-batterier för användning i smartphones och andra elektroniska enheter.
Om fasta batterier kommer att användas för sollagring i framtiden?
Solid state-batterier har potential att revolutionera energilagring för solcellstillämpningar. Jämfört med traditionella litiumjonbatterier erbjuder solid state-batterier högre energitäthet, snabbare laddningstider och ökad säkerhet. Deras användning i solcellslagringssystem kan förbättra den totala effektiviteten, minska kostnaderna och göra förnybar energi mer tillgänglig. Forskning och utveckling inom solid state-batteriteknik pågår, och det är möjligt att dessa batterier kan bli en vanlig lösning för solcellslagring i framtiden. Men nu är solid state-batterier specialdesignade för tillämpningar i elbilar.
Toyota utvecklar solid state-batterierna genom Prime Planet Energy & Solutions Inc., ett joint venture med Panasonic som startade sin verksamhet i april 2020 och har cirka 5 100 anställda, inklusive 2 400 vid ett kinesiskt dotterbolag, men fortfarande med en ganska begränsad produktion nu och förhoppningsvis en större andel år 2025 när tiden är mogen.
När kommer solid state-batterier att finnas tillgängliga?
Vi har inte tillgång till de senaste nyheterna och uppdateringarna gällande tillgängligheten av solid state-batterier. Flera företag arbetar dock med att utveckla solid state-batterier, och vissa har meddelat att de planerar att lansera dem senast 2025 eller senare. Det är dock viktigt att notera att tidslinjen för tillgängligheten av solid state-batterier kan variera beroende på olika faktorer, såsom tekniska utmaningar och myndighetsgodkännande.
Publiceringstid: 3 juni 2023