در حال حاضر، هیچ راه حل قابل قبولی برای موضوع قطع باتری حالت جامد به دلیل تحقیق و توسعه مداوم آنها وجود ندارد که چالش های فنی، اقتصادی و تجاری حل نشده مختلفی را ارائه می دهد. با توجه به محدودیت های فنی فعلی، تولید انبوه هنوز یک هدف دور است و باتری های حالت جامد هنوز در بازار موجود نیستند.
چه چیزی مانع توسعه باتری حالت جامد می شود؟
باتری های حالت جامداز الکترولیت جامد به جای الکترولیت مایع موجود در سنتی استفاده کنیدباتری های لیتیوم یونی. باتری های لیتیوم مایع معمولی از چهار جزء ضروری تشکیل شده اند: الکترود مثبت، الکترود منفی، الکترولیت و جداکننده. در مقابل، باتری های حالت جامد از الکترولیت جامد به جای باتری های معمولی مایع استفاده می کنند.
با توجه به پتانسیل بالای این فناوری باتری حالت جامد، چرا هنوز به بازار معرفی نشده است؟ زیرا گذار از آزمایشگاه به تجاری سازی با دو چالش مواجه است:امکان سنجی فنیوماندگاری اقتصادی.
- 1. امکان سنجی فنی: هسته یک باتری حالت جامد جایگزینی الکترولیت مایع با یک الکترولیت جامد است. با این حال، حفظ ثبات در سطح مشترک بین الکترولیت جامد و مواد الکترود یک چالش قابل توجه است. تماس ناکافی می تواند منجر به افزایش مقاومت و در نتیجه کاهش عملکرد باتری شود. علاوه بر این، الکترولیت های جامد از هدایت یونی کمتر و کندتر رنج می برندیون لیتیومتحرک، منجر به کاهش سرعت شارژ و دشارژ می شود.
- علاوه بر این، فرآیند تولید پیچیده تر است. به عنوان مثال، الکترولیت های جامد سولفیدی باید تحت حفاظت گاز بی اثر تولید شوند تا از واکنش های رطوبتی در هوا که گازهای سمی تولید می کنند، جلوگیری شود. این فرآیند پرهزینه و از نظر فنی چالش برانگیز در حال حاضر امکان سنجی تولید انبوه را مختل می کند. علاوه بر این، شرایط آزمایش آزمایشگاهی اغلب به طور قابل توجهی با محیط های دنیای واقعی متفاوت است و باعث می شود بسیاری از فناوری ها نتوانند به نتایج مورد انتظار دست یابند.
- 2. دوام اقتصادی:هزینه تمام باتری های حالت جامد چندین برابر باتری های لیتیوم مایع سنتی است و مسیر تجاری سازی پر از مشکلات است. اگرچه از نظر تئوری ایمنی بالاتری دارد، اما در عمل، الکترولیت جامد ممکن است در دمای بالا شکسته شود و در نتیجه عملکرد باتری کاهش یابد یا حتی خراب شود.
- علاوه بر این، دندریت ها ممکن است در طول فرآیند شارژ و دشارژ تشکیل شوند، جداکننده را سوراخ کنند، باعث اتصال کوتاه و حتی انفجار شوند و ایمنی و قابلیت اطمینان را به یک مسئله مهم تبدیل کنند. علاوه بر این، زمانی که فرآیند تولید در مقیاس کوچک برای تولید صنعتی افزایش یابد، هزینه ها سر به فلک می کشد.
باتری های حالت جامد چه زمانی می رسند؟
انتظار می‌رود باتری‌های حالت جامد کاربردهای اولیه در لوازم الکترونیکی مصرفی پیشرفته، وسایل نقلیه الکتریکی در مقیاس کوچک (EVs) و صنایع با عملکرد و الزامات ایمنی سختگیرانه مانند هوافضا پیدا کنند. با این حال، باتری های حالت جامد موجود در بازار هنوز در مراحل اولیه بازاریابی مفهومی هستند.
شرکت های مطرح خودروسازی وتولید کنندگان باتری لیتیومیمانند SAIC Motor، GAC-Toyota، BMW، CATL، BYD و EVE به طور فعال در حال توسعه باتری های حالت جامد هستند. با این وجود، بر اساس آخرین برنامه‌های تولید آنها، بعید است که تولید انبوه باتری‌های حالت جامد در مقیاس کامل قبل از سال‌های 2026-2027 آغاز شود. حتی تویوتا مجبور شده بارها جدول زمانی خود را اصلاح کند و اکنون قصد دارد تولید انبوه خود را در سال 2030 آغاز کند.
توجه به این نکته مهم است که جدول زمانی در دسترس بودن باتری‌های حالت جامد ممکن است به دلیل عوامل مختلفی مانند چالش‌های تکنولوژیکی و تأییدیه نظارتی متفاوت باشد.
ملاحظات کلیدی برای مصرف کنندگان
در حالی که از نزدیک پیشرفت ها درباتری لیتیومی حالت جامددر این زمینه، برای مصرف کنندگان بسیار مهم است که هوشیار بمانند و تحت تأثیر اطلاعات خیره کننده سطحی قرار نگیرند. اگرچه نوآوری های واقعی و پیشرفت های فنی ارزش پیش بینی را دارند، اما برای تأیید نیاز به زمان دارند. بیایید امیدوار باشیم که با پیشرفت فناوری و بلوغ بازار، راه‌حل‌های انرژی جدید امن‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر در آینده پدیدار شوند.
⭐ برای اطلاعات بیشتر در مورد باتری حالت جامد روی زیر کلیک کنید:
زمان ارسال: اکتبر-30-2024