Επί του παρόντος, δεν υπάρχει βιώσιμη λύση στο ζήτημα της αποσύνδεσης της μπαταρίας στερεάς κατάστασης λόγω του συνεχιζόμενου σταδίου έρευνας και ανάπτυξής τους, το οποίο παρουσιάζει διάφορες ανεπίλυτες τεχνικές, οικονομικές και εμπορικές προκλήσεις. Δεδομένων των σημερινών τεχνικών περιορισμών, η μαζική παραγωγή εξακολουθεί να είναι ένας μακρινός στόχος και οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης δεν είναι ακόμη διαθέσιμες στην αγορά.
Τι εμποδίζει την ανάπτυξη μπαταριών στερεάς κατάστασης;
Μπαταρίες στερεάς κατάστασηςχρησιμοποιήστε έναν στερεό ηλεκτρολύτη αντί για τον υγρό ηλεκτρολύτη που βρίσκεται στα παραδοσιακάμπαταρίες ιόντων λιθίου. Οι συμβατικές μπαταρίες υγρού λιθίου αποτελούνται από τέσσερα βασικά συστατικά: το θετικό ηλεκτρόδιο, το αρνητικό ηλεκτρόδιο, τον ηλεκτρολύτη και τον διαχωριστή. Αντίθετα, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούν έναν στερεό ηλεκτρολύτη αντί του συμβατικού αντίστοιχου υγρού.
Δεδομένων των μεγάλων δυνατοτήτων αυτής της τεχνολογίας μπαταριών στερεάς κατάστασης, γιατί δεν έχει παρουσιαστεί ακόμα στην αγορά; Επειδή η μετάβαση από το εργαστήριο στην εμπορευματοποίηση αντιμετωπίζει δύο προκλήσεις:τεχνικής σκοπιμότηταςκαιοικονομική βιωσιμότητα.
- 1. Τεχνική σκοπιμότητα: Ο πυρήνας μιας μπαταρίας στερεάς κατάστασης είναι η αντικατάσταση του υγρού ηλεκτρολύτη με έναν στερεό ηλεκτρολύτη. Ωστόσο, η διατήρηση της σταθερότητας στη διεπιφάνεια μεταξύ του στερεού ηλεκτρολύτη και του υλικού του ηλεκτροδίου αποτελεί σημαντική πρόκληση. Η ανεπαρκής επαφή μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη αντίσταση, μειώνοντας έτσι την απόδοση της μπαταρίας. Επιπλέον, οι στερεοί ηλεκτρολύτες υποφέρουν από χαμηλότερη ιοντική αγωγιμότητα και πιο αργούςιόν λιθίουκινητικότητα, οδηγώντας σε πιο αργές ταχύτητες φόρτισης και εκφόρτισης.
- Επιπλέον, η διαδικασία παραγωγής είναι πιο περίπλοκη. Για παράδειγμα, οι στερεοί ηλεκτρολύτες σουλφιδίου πρέπει να παράγονται υπό προστασία αδρανούς αερίου για την αποφυγή αντιδράσεων υγρασίας στον αέρα που δημιουργούν τοξικά αέρια. Αυτή η υψηλού κόστους και τεχνικά προκλητική διαδικασία εμποδίζει επί του παρόντος τη σκοπιμότητα της μαζικής παραγωγής. Επιπλέον, οι συνθήκες εργαστηριακών δοκιμών συχνά διαφέρουν σημαντικά από τα περιβάλλοντα του πραγματικού κόσμου, με αποτέλεσμα πολλές τεχνολογίες να μην μπορούν να επιτύχουν τα αναμενόμενα αποτελέσματα.
- 2. Οικονομική βιωσιμότητα:Το κόστος των μπαταριών σε στερεά κατάσταση είναι πολλές φορές μεγαλύτερο από τις παραδοσιακές μπαταρίες υγρού λιθίου και η πορεία προς την εμπορευματοποίηση είναι γεμάτη δυσκολίες. Αν και θεωρητικά έχει υψηλότερη ασφάλεια, στην πράξη, ο στερεός ηλεκτρολύτης μπορεί να διασπαστεί σε υψηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση της μπαταρίας ή ακόμα και αστοχία.
- Επιπλέον, μπορεί να σχηματιστούν δενδρίτες κατά τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης, τρυπώντας τον διαχωριστή, προκαλώντας βραχυκυκλώματα, ακόμη και εκρήξεις, καθιστώντας την ασφάλεια και την αξιοπιστία σημαντικό ζήτημα. Επιπλέον, όταν η διαδικασία παραγωγής μικρής κλίμακας κλιμακώνεται για βιομηχανική παραγωγή, το κόστος θα εκτιναχθεί στα ύψη.
Πότε θα φτάσουν οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης;
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης αναμένεται να βρουν πρωταρχικές εφαρμογές σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, ηλεκτρικά οχήματα μικρής κλίμακας (EVs) και βιομηχανίες με αυστηρές απαιτήσεις απόδοσης και ασφάλειας, όπως η αεροδιαστημική. Ωστόσο, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης που διατίθενται επί του παρόντος στην αγορά βρίσκονται ακόμη στα αρχικά στάδια του concept marketing.
Εξέχουσες εταιρείες αυτοκινήτων καικατασκευαστές μπαταριών λιθίουόπως η SAIC Motor, η GAC-Toyota, η BMW, η CATL, η BYD και η EVE αναπτύσσουν ενεργά μπαταρίες στερεάς κατάστασης. Ωστόσο, με βάση τα τελευταία χρονοδιαγράμματα παραγωγής τους, είναι απίθανο η μαζική παραγωγή μπαταριών στερεάς κατάστασης σε πλήρη κλίμακα να ξεκινήσει πριν από το 2026-2027 το νωρίτερο. Ακόμη και η Toyota χρειάστηκε να αναθεωρήσει το χρονοδιάγραμμά της πολλές φορές και τώρα σχεδιάζει να ξεκινήσει τη μαζική παραγωγή το 2030.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το χρονοδιάγραμμα διαθεσιμότητας για μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορεί να διαφέρει λόγω διαφόρων παραγόντων όπως οι τεχνολογικές προκλήσεις και η ρυθμιστική έγκριση.
Βασικά ζητήματα για τους καταναλωτές
Ενώ παρακολουθεί στενά τις εξελίξεις στομπαταρία λιθίου στερεάς κατάστασηςΕίναι σημαντικό για τους καταναλωτές να παραμείνουν σε επαγρύπνηση και να μην επηρεάζονται από επιφανειακά εκθαμβωτικές πληροφορίες. Αν και αξίζει να προβλεφθούν οι γνήσιες καινοτομίες και οι τεχνολογικές ανακαλύψεις, απαιτούν χρόνο για επαλήθευση. Ας ελπίσουμε ότι καθώς η τεχνολογία προχωρά και η αγορά ωριμάζει, θα προκύψουν στο μέλλον πιο ασφαλείς και προσιτές νέες ενεργειακές λύσεις.
⭐ Κάντε κλικ παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη μπαταρία στερεάς κατάστασης:
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-30-2024