Батериите в твърдо състояние са вид батерия, която използва твърди електроди и електролити, за разлика от течните или полимерни гел електролити, използвани в традиционните литиево-йонни батерии. Те имат по-висока енергийна плътност, по-бързо време за зареждане и подобрена безопасност в сравнение с традиционните батерии.
Солидните батерии използват ли литий?
Да, сега повечето твърдотелни батерии, които в момента се разработват, използват литий като основен елемент.
Със сигурност твърдотелните батерии могат да използват различни материали като електролит, включително литий. Въпреки това, твърдотелните батерии могат да използват и други материали като натрий, сяра или керамика като електролит.
Като цяло изборът на електролитен материал зависи от различни фактори като производителност, безопасност, цена и наличност. Литиевите батерии в твърдо състояние са обещаваща технология за съхранение на енергия от следващо поколение поради тяхната висока енергийна плътност, дълъг живот на цикъла и повишена безопасност.
Как работят твърдотелните батерии?
Батериите в твърдо състояние използват твърд електролит вместо течен електролит за пренос на йони между електродите (анод и катод) на батерията. Електролитът обикновено е направен от керамичен, стъклен или полимерен материал, който е химически стабилен и проводим.
Когато твърдотелна батерия се зарежда, електроните се изтеглят от катода и се транспортират през твърдия електролит към анода, създавайки поток от ток. Когато батерията се разреди, потокът от ток се обръща, като електроните се движат от анода към катода.
Твърдотелните батерии имат няколко предимства пред традиционните батерии. Те са по-безопасни, тъй като твърдият електролит е по-малко склонен към изтичане или експлозия от течните електролити. Те също имат по-висока енергийна плътност, което означава, че могат да съхраняват повече енергия в по-малък обем.
Въпреки това, все още има някои предизвикателства, които трябва да бъдат решени с твърдотелни батерии, включително високи производствени разходи и ограничен капацитет. Продължават изследванията за разработване на по-добри твърди електролитни материали и подобряване на производителността и продължителността на живота на твърдотелните батерии.
Колко компании за твърдотелни батерии са на пазара сега?
Има няколко компании, които в момента разработват твърдотелни батерии:
1. Квантов пейзаж:Стартъп, основан през 2010 г., който привлече инвестиции от Volkswagen и Бил Гейтс. Те твърдят, че са разработили твърда батерия, която може да увеличи пробега на електрическо превозно средство с над 80%.
2. Toyota:Японският автомобилен производител работи върху твърдотелни батерии от няколко години и има за цел да ги пусне в производство до началото на 2020-те години.
3. Фискер:Стартираща компания за луксозни електрически превозни средства, която си партнира с изследователи от UCLA за разработване на твърдотелни батерии, за които твърдят, че ще увеличат драстично обхвата на техните превозни средства.
4. BMW:Германският автомобилен производител също работи върху твърдотелни батерии и си партнира със Solid Power, базирана в Колорадо стартираща компания, за да ги разработи.
5. Samsung:Корейският електронен гигант разработва твърдотелни батерии за използване в смартфони и други електронни устройства.
Дали твърдотелните батерии ще се използват за слънчево съхранение в бъдеще?
Батериите в твърдо състояние имат потенциала да революционизират съхранението на енергия за соларни приложения. В сравнение с традиционните литиево-йонни батерии, твърдотелните батерии предлагат по-висока енергийна плътност, по-бързо време за зареждане и повишена безопасност. Използването им в слънчеви системи за съхранение може да подобри цялостната ефективност, да намали разходите и да направи възобновяемата енергия по-достъпна. Проучванията и разработките в областта на технологията за твърдотелни батерии продължават и е възможно тези батерии да се превърнат в основно решение за слънчево съхранение в бъдеще. Но сега твърдотелните батерии са специално проектирани за приложението на EV.
Toyota разработва твърдотелни батерии чрез Prime Planet Energy & Solutions Inc., съвместно предприятие с Panasonic, което започна дейност през април 2020 г. и има около 5100 служители, включително 2400 в китайско дъщерно дружество, но все още с доста ограничено производство сега и надежда повече споделяне до 2025 г., когато му дойде времето.
Кога ще бъдат налични твърдотелни батерии?
Нямаме достъп до последните новини и актуализации относно наличността на твърдотелни батерии. Няколко компании обаче работят върху разработването на твърдотелни батерии, а някои обявиха, че планират да ги пуснат на пазара до 2025 г. или по-късно. Важно е обаче да се отбележи, че графикът за наличност на твърдотелни батерии може да варира в зависимост от различни фактори, като технологични предизвикателства и регулаторно одобрение.
Време на публикуване: 3 юни 2023 г