Понастоящем няма жизнеспособно решение на проблема с изключването на твърдотелни батерии поради текущия им етап на изследване и развитие, който представя различни неразрешени технически, икономически и търговски предизвикателства. Като се имат предвид настоящите технически ограничения, масовото производство все още е далечна цел и твърдотелните батерии все още не се предлагат на пазара.
Какво възпрепятства развитието на твърдотелни батерии?
Твърдотелни батерииизползвайте твърд електролит вместо традиционния течен електролитлитиево-йонни батерии. Конвенционалните течни литиеви батерии се състоят от четири основни компонента: положителен електрод, отрицателен електрод, електролит и сепаратор. За разлика от това, твърдотелните батерии използват твърд електролит вместо конвенционалния течен аналог.
Предвид големия потенциал на тази технология за твърди батерии, защо тя все още не е представена на пазара? Тъй като преходът от лаборатория към комерсиализация е изправен пред две предизвикателства:техническа осъществимостиикономическа жизнеспособност.
- 1. Техническа осъществимост: Ядрото на твърдотелна батерия е да замени течния електролит с твърд електролит. Поддържането на стабилност на границата между твърдия електролит и електродния материал обаче представлява значително предизвикателство. Недостатъчният контакт може да доведе до повишено съпротивление, като по този начин намали производителността на батерията. В допълнение, твърдите електролити страдат от по-ниска йонна проводимост и по-бавнилитиев йонмобилност, което води до по-бавни скорости на зареждане и разреждане.
- Освен това производственият процес е по-сложен. Например, сулфидните твърди електролити трябва да се произвеждат при защита от инертен газ, за да се предотвратят реакции на влага във въздуха, които генерират токсични газове. Този скъп и технически предизвикателен процес в момента пречи на осъществимостта на масовото производство. Освен това условията на лабораторните тестове често се различават значително от реалните среди, което води до невъзможност на много технологии да постигнат очакваните резултати.
- 2. Икономическа жизнеспособност:Цената на всички твърдотелни батерии е няколко пъти повече от традиционните течни литиеви батерии и пътят към комерсиализацията е изпълнен с трудности. Въпреки че има по-висока безопасност на теория, на практика твърдият електролит може да се разпадне при високи температури, което води до намалена производителност на батерията или дори до повреда.
- Освен това дендритите могат да се образуват по време на процеса на зареждане и разреждане, пробивайки сепаратора, причинявайки късо съединение и дори експлозии, което прави безопасността и надеждността сериозен проблем. Освен това, когато дребномащабният производствен процес се увеличи за промишлено производство, разходите ще скочат до небето.
Кога ще пристигнат твърдотелните батерии?
Очаква се твърдотелните батерии да намерят основно приложение в потребителската електроника от висок клас, малките електрически превозни средства (EV) и индустрии със строги изисквания за производителност и безопасност, като космическата индустрия. Въпреки това, наличните в момента на пазара твърдотелни батерии са все още в ранните етапи на концептуален маркетинг.
Известни автомобилни компании ипроизводители на литиеви батериикато SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD и EVE активно разработват твърдотелни батерии. Въпреки това, въз основа на най-новите им производствени графици, е малко вероятно пълномащабното масово производство на твърдотелни батерии да започне най-рано преди 2026-2027 г. Дори Toyota трябваше да преразглежда графика си няколко пъти и сега планира да започне масово производство през 2030 г.
Важно е да се отбележи, че графикът за наличност на твърдотелни батерии може да варира поради различни фактори, като технологични предизвикателства и регулаторно одобрение.
Основни съображения за потребителите
Докато следи отблизо напредъка втвърда литиева батерияЗа потребителите е изключително важно да останат бдителни и да не се поддават на повърхностно ослепителна информация. Въпреки че си струва да се очакват истинските иновации и технологични пробиви, те изискват време за проверка. Да се надяваме, че с напредването на технологиите и узряването на пазара в бъдеще ще се появят по-сигурни и достъпни нови енергийни решения.
⭐ Щракнете по-долу, за да научите повече за твърдотелната батерия:
Време на публикуване: 30 октомври 2024 г