Jelenleg nincs életképes megoldás a szilárdtest-akkumulátorok lekapcsolásának problémájára a folyamatban lévő kutatási és fejlesztési szakaszuk miatt, amely számos megoldatlan műszaki, gazdasági és kereskedelmi kihívást jelent. A jelenlegi technikai korlátok miatt a tömeggyártás még távoli cél, szilárdtest akkumulátorok pedig még nem kaphatók a piacon.
Mi akadályozza a szilárdtest-akkumulátor fejlesztését?
Szilárdtest akkumulátorokhasználjon szilárd elektrolitot a hagyományos folyékony elektrolit helyettlítium-ion akkumulátorok. A hagyományos folyékony lítium akkumulátorok négy alapvető elemből állnak: a pozitív elektródából, a negatív elektródából, az elektrolitból és a szeparátorból. Ezzel szemben a szilárdtest akkumulátorok szilárd elektrolitot használnak a hagyományos folyékony megfelelő helyett.
Tekintettel a szilárdtest akkumulátor-technológiában rejlő hatalmas lehetőségekre, miért nem vezették még be a piacra? Mivel a laboratóriumról a kereskedelmi forgalomba hozatalra való áttérés két kihívással néz szembe:műszaki megvalósíthatóságaésgazdasági életképesség.
- 1. Műszaki megvalósíthatóság: A szilárdtest akkumulátor lényege, hogy a folyékony elektrolitot szilárd elektrolitra cserélje. A szilárd elektrolit és az elektróda anyaga közötti határfelület stabilitásának fenntartása azonban jelentős kihívást jelent. Az elégtelen érintkezés megnövekedett ellenálláshoz vezethet, ami csökkenti az akkumulátor teljesítményét. Ezenkívül a szilárd elektrolitok alacsonyabb ionvezetőképességűek és lassabbaklítium-ionmobilitás, ami lassabb töltési és kisütési sebességhez vezet.
- Ráadásul a gyártási folyamat bonyolultabb. Például a szulfid szilárd elektrolitokat inert gázvédelem mellett kell előállítani, hogy megakadályozzák a levegő nedvességreakcióit, amelyek mérgező gázokat fejlesztenek. Ez a magas költségű és technikailag kihívást jelentő folyamat jelenleg gátolja a tömeggyártás megvalósíthatóságát. Ezenkívül a laboratóriumi vizsgálati feltételek gyakran jelentősen eltérnek a valós környezettől, ami miatt sok technológia nem tudja elérni a várt eredményeket.
- 2. Gazdasági életképesség:Az összes szilárdtest-akkumulátor költsége többszöröse a hagyományos folyékony lítium akkumulátorok költségének, és a kereskedelmi forgalomba hozatalhoz vezető út nehézségekkel jár. Bár elméletileg nagyobb a biztonsága, a gyakorlatban a szilárd elektrolit magas hőmérsékleten lebomolhat, ami csökkenti az akkumulátor teljesítményét vagy akár meghibásodhat.
- Ezenkívül dendritek képződhetnek a töltési és kisütési folyamat során, átszúrva a szeparátort, rövidzárlatot, sőt robbanást okozva, ami jelentős problémát jelent a biztonság és a megbízhatóság szempontjából. Ezen túlmenően, ha a kisléptékű gyártási folyamatot az ipari termelésre bővítik, a költségek az egekbe fognak emelkedni.
Mikor érkeznek meg a szilárdtest-akkumulátorok?
A szilárdtest-akkumulátorok várhatóan elsősorban a csúcskategóriás fogyasztói elektronikában, a kisméretű elektromos járművekben (EV-k) és a szigorú teljesítmény- és biztonsági követelményeket támasztó iparágakban, például a repülésben találnak majd alkalmazást. A jelenleg piacon elérhető szilárdtest akkumulátorok azonban még a koncepciómarketing kezdeti szakaszában járnak.
Prominens autóipari cégek éslítium akkumulátor gyártókmint a SAIC Motor, a GAC-Toyota, a BMW, a CATL, a BYD és az EVE aktívan fejlesztik a szilárdtest akkumulátorokat. Ennek ellenére a legfrissebb gyártási ütemtervük alapján nem valószínű, hogy a szilárdtest-akkumulátorok teljes körű tömeggyártása legkorábban 2026-2027 előtt kezdődik meg. Még a Toyotának is többször kellett felülvizsgálnia az ütemtervet, és most azt tervezi, hogy 2030-ban megkezdi a sorozatgyártást.
Fontos megjegyezni, hogy a szilárdtest-akkumulátorok rendelkezésre állási ütemezése különböző tényezők, például technológiai kihívások és hatósági jóváhagyások miatt változhat.
Főbb szempontok a fogyasztók számára
Miközben szorosan figyelemmel kíséri a fejlődést aszilárdtest lítium akkumulátorEzen a területen kulcsfontosságú, hogy a fogyasztók éberek maradjanak, és ne befolyásolják őket a felületesen káprázatos információk. Bár a valódi innovációt és technológiai áttöréseket érdemes előre látni, időre van szükségük az ellenőrzéshez. Bízzunk benne, hogy a technológia fejlődésével és a piac érésével a jövőben biztonságosabb és megfizethetőbb új energiamegoldások jelennek meg.
⭐ Kattintson az alábbiakra, ha többet szeretne megtudni a szilárdtest akkumulátorról:
Feladás időpontja: 2024.10.30