باتریهای حالت جامد نوعی باتری هستند که از الکترودها و الکترولیتهای جامد استفاده میکنند، برخلاف الکترولیتهای ژل مایع یا پلیمری که در باتریهای لیتیوم یون سنتی استفاده میشوند. آنها چگالی انرژی بالاتر، زمان شارژ سریعتر و ایمنی بهتر نسبت به باتریهای سنتی دارند.
آیا باتری های حالت جامد از لیتیوم استفاده می کنند؟
بله، در حال حاضر اکثر باتریهای حالت جامد در حال توسعه از لیتیوم به عنوان عنصر اصلی استفاده میکنند.
مطمئنا باتری های حالت جامد می توانند از مواد مختلفی به عنوان الکترولیت استفاده کنند، از جمله لیتیوم. با این حال، باتری های حالت جامد همچنین می توانند از مواد دیگری مانند سدیم، گوگرد یا سرامیک به عنوان الکترولیت استفاده کنند.
به طور کلی، انتخاب مواد الکترولیت به عوامل مختلفی مانند عملکرد، ایمنی، هزینه و در دسترس بودن بستگی دارد. باتری های لیتیومی حالت جامد به دلیل چگالی انرژی بالا، عمر چرخه طولانی و ایمنی افزایش یافته، یک فناوری امیدوارکننده برای ذخیره انرژی نسل بعدی هستند.
باتری های حالت جامد چگونه کار می کنند؟
باتری های حالت جامد از یک الکترولیت جامد به جای الکترولیت مایع برای انتقال یون ها بین الکترودها (آند و کاتد) باتری استفاده می کنند. الکترولیت معمولاً از مواد سرامیکی، شیشه ای یا پلیمری ساخته می شود که از نظر شیمیایی پایدار و رسانا است.
هنگامی که یک باتری حالت جامد شارژ می شود، الکترون ها از کاتد کشیده می شوند و از طریق الکترولیت جامد به آند منتقل می شوند و جریانی ایجاد می کنند. هنگامی که باتری تخلیه می شود، جریان جریان معکوس می شود و الکترون ها از آند به کاتد حرکت می کنند.
باتری های حالت جامد دارای چندین مزیت نسبت به باتری های سنتی هستند. آنها ایمن تر هستند، زیرا الکترولیت جامد نسبت به الکترولیت های مایع کمتر مستعد نشت یا انفجار است. آنها همچنین چگالی انرژی بالاتری دارند، به این معنی که می توانند انرژی بیشتری را در حجم کمتری ذخیره کنند.
با این حال، هنوز برخی از چالشها وجود دارد که باید با باتریهای حالت جامد برطرف شوند، از جمله هزینههای تولید بالا و ظرفیت محدود. تحقیقات برای تولید مواد الکترولیت جامد بهتر و بهبود عملکرد و طول عمر باتریهای حالت جامد ادامه دارد.
در حال حاضر چند شرکت تولید کننده باتری های حالت جامد در بازار هستند؟
چندین شرکت وجود دارند که در حال حاضر در حال توسعه باتری های حالت جامد هستند:
1. فضای کوانتومی:استارت آپی که در سال 2010 تأسیس شد و سرمایه گذاری فولکس واگن و بیل گیتس را جذب کرده است. آنها ادعا می کنند که یک باتری حالت جامد ساخته اند که می تواند برد یک وسیله نقلیه الکتریکی را بیش از 80٪ افزایش دهد.
2. تویوتا:این خودروساز ژاپنی چندین سال است که روی باتری های حالت جامد کار می کند و قصد دارد تا اوایل دهه 2020 آنها را تولید کند.
3. فیسکر:یک استارتآپ خودروهای الکتریکی لوکس که با محققان دانشگاه UCLA برای توسعه باتریهای حالت جامد همکاری میکند که ادعا میکنند برد خودروهایشان را به شدت افزایش میدهند.
4. BMW:این خودروساز آلمانی همچنین روی باتری های حالت جامد کار می کند و با Solid Power، یک استارت آپ مستقر در کلرادو، برای توسعه آنها شریک شده است.
5. سامسونگ:غول الکترونیک کره ای در حال توسعه باتری های حالت جامد برای استفاده در گوشی های هوشمند و سایر دستگاه های الکترونیکی است.
آیا در آینده از باتری های حالت جامد برای ذخیره سازی خورشیدی استفاده می شود؟
باتری های حالت جامد این پتانسیل را دارند که ذخیره انرژی را برای کاربردهای خورشیدی متحول کنند. در مقایسه با باتریهای لیتیوم یون سنتی، باتریهای حالت جامد چگالی انرژی بالاتر، زمان شارژ سریعتر و افزایش ایمنی را ارائه میکنند. استفاده از آنها در سیستمهای ذخیرهسازی خورشیدی میتواند کارایی کلی را بهبود بخشد، هزینهها را کاهش دهد و انرژیهای تجدیدپذیر را در دسترستر کند. تحقیق و توسعه در فناوری باتری های حالت جامد در حال انجام است و این امکان وجود دارد که این باتری ها در آینده به یک راه حل اصلی برای ذخیره سازی خورشیدی تبدیل شوند. اما در حال حاضر، باتری های حالت جامد برای استفاده از EV طراحی شده اند.
تویوتا در حال توسعه باتریهای حالت جامد از طریق شرکت Prime Planet Energy & Solutions است، سرمایهگذاری مشترک با پاناسونیک که در آوریل 2020 شروع به کار کرد و حدود 5100 کارمند دارد، از جمله 2400 نفر در یکی از شرکتهای تابعه چینی، اما هنوز با تولید بسیار محدود در حال حاضر و امیدواریم. تا سال 2025 که زمان مناسب است به اشتراک بگذارید.
باتری های حالت جامد چه زمانی در دسترس خواهند بود؟
ما به آخرین اخبار و بهروزرسانیهای مربوط به در دسترس بودن باتریهای حالت جامد دسترسی نداریم. با این حال، چندین شرکت در حال کار بر روی توسعه باتری های حالت جامد هستند و برخی اعلام کرده اند که قصد دارند تا سال 2025 یا بعد از آن به بازار عرضه کنند. با این حال، مهم است که توجه داشته باشید که جدول زمانی برای در دسترس بودن باتریهای حالت جامد ممکن است بسته به عوامل مختلفی مانند چالشهای تکنولوژیکی و تأییدیههای نظارتی متفاوت باشد.
زمان ارسال: ژوئن-03-2023