Solid state rafhlöður eru tegund rafhlöðu sem notar solid rafskaut og raflausn, öfugt við vökva- eða fjölliða hlaup rafhlöðurnar sem notaðar eru í hefðbundnum litíumjónarafhlöðum. Þeir hafa meiri orkuþéttleika, hraðari hleðslutíma og aukið öryggi miðað við hefðbundnar rafhlöður.
Nota solid state rafhlöður litíum？
Já, nú nota flestar solid-state rafhlöður sem eru í þróun litíum sem aðalþátturinn.
Vissulega geta solid-state rafhlöður notað ýmis efni sem raflausn, þar á meðal litíum. Hins vegar geta rafhlöður í föstu formi einnig notað önnur efni eins og natríum, brennisteini eða keramik sem raflausn.
Almennt er val á raflausnefni háð ýmsum þáttum eins og frammistöðu, öryggi, kostnaði og framboði. Solid-state litíum rafhlöður eru efnileg tækni fyrir næstu kynslóð orkugeymslu vegna mikillar orkuþéttleika, langrar endingartíma og aukins öryggis.
Hvernig virka solid state rafhlöður?
Solid-state rafhlöður nota fast raflausn í stað fljótandi raflausn til að flytja jónir á milli rafskauta (skaut og bakskaut) rafhlöðunnar. Raflausnin er venjulega gerð úr keramik, gleri eða fjölliða efni sem er efnafræðilega stöðugt og leiðandi.
Þegar rafhlaða í föstu formi er hlaðin eru rafeindir dregnar frá bakskautinu og fluttar í gegnum fasta raflausnina til rafskautsins, sem skapar straumflæði. Þegar rafhlaðan er tæmd snýst straumflæðið við og rafeindir flytjast frá rafskautinu til bakskautsins.
Solid-state rafhlöður hafa nokkra kosti fram yfir hefðbundnar rafhlöður. Þau eru öruggari, þar sem raflausnin í föstu formi er minna viðkvæm fyrir leka eða sprengingu en fljótandi raflausn. Þeir hafa einnig meiri orkuþéttleika, sem þýðir að þeir geta geymt meiri orku í minna rúmmáli.
Hins vegar eru enn nokkrar áskoranir sem þarf að takast á við með solid-state rafhlöðum, þar á meðal hár framleiðslukostnaður og takmörkuð afkastageta. Rannsóknir eru í gangi til að þróa betri solid raflausnarefni og bæta afköst og endingu solid-state rafhlöður.
Hversu mörg solid state rafhlöðufyrirtæki eru nú á markaðnum?
Það eru nokkur fyrirtæki sem eru að þróa solid state rafhlöður:
1. Skammtaumfang:Sprotafyrirtæki stofnað árið 2010 sem hefur dregið að sér fjárfestingar frá Volkswagen og Bill Gates. Þeir segjast hafa þróað solid state rafhlöðu sem getur aukið drægni rafbíls um meira en 80%.
2. Toyota:Japanski bílaframleiðandinn hefur unnið að solid state rafhlöðum í nokkur ár og stefnir á að þær verði komnar í framleiðslu í byrjun 2020.
3. Fisker:Lúxus rafbílaframleiðsla sem er í samstarfi við vísindamenn við UCLA til að þróa solid state rafhlöður sem þeir fullyrða að muni auka drægni farartækja sinna verulega.
4. BMW:Þýski bílaframleiðandinn vinnur einnig að rafhlöðum fyrir fasta rafhlöður og hefur verið í samstarfi við Solid Power, sprotafyrirtæki í Colorado, til að þróa þær.
5. Samsung:Kóreski rafeindarisinn er að þróa solid state rafhlöður til notkunar í snjallsíma og önnur rafeindatæki.
Ef solid state rafhlöður verða notaðar fyrir sólargeymsla í framtíðinni?
Solid-state rafhlöður hafa tilhneigingu til að gjörbylta orkugeymslu fyrir sólarorkunotkun. Samanborið við hefðbundnar litíumjónarafhlöður bjóða solid-state rafhlöður meiri orkuþéttleika, hraðari hleðslutíma og aukið öryggi. Notkun þeirra í sólargeymslukerfum gæti bætt heildarhagkvæmni, dregið úr kostnaði og gert endurnýjanlega orku aðgengilegri. Rannsóknir og þróun í rafhlöðutækni í föstu formi eru í gangi og það er mögulegt að þessar rafhlöður gætu orðið almenn lausn fyrir sólargeymsla í framtíðinni. En núna eru solid state rafhlöðurnar sérhannaðar fyrir notkun EV.
Toyota er að þróa solid-state rafhlöðurnar í gegnum Prime Planet Energy & Solutions Inc., samstarfsverkefni með Panasonic sem hóf starfsemi í apríl 2020 og hefur um 5.100 starfsmenn, þar af 2.400 hjá kínversku dótturfyrirtæki en er enn með frekar takmarkaða framleiðslu núna og vonandi meiri hlutdeild fyrir 2025 þegar rétti tíminn er kominn.
Hvenær verða solid state rafhlöður fáanlegar?
Við höfum ekki aðgang að nýjustu fréttum og uppfærslum varðandi framboð á solid-state rafhlöðum. Hins vegar eru nokkur fyrirtæki að vinna að því að þróa solid-state rafhlöður og sum hafa tilkynnt að þau ætli að setja þær á markað árið 2025 eða síðar. Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að tímalínan fyrir framboð á solid-state rafhlöðum getur verið mismunandi eftir ýmsum þáttum, svo sem tæknilegum áskorunum og eftirlitssamþykki.
Pósttími: Júní-03-2023