נכון לעכשיו, אין פתרון בר-קיימא לסוגיית ניתוק המצבר המוצק בשל שלב המחקר והפיתוח המתמשך שלהן, המציג אתגרים טכניים, כלכליים ומסחריים שונים שלא פתרו. בהתחשב במגבלות הטכניות הנוכחיות, ייצור המוני הוא עדיין יעד רחוק, וסוללות מוצק עדיין אינן זמינות בשוק.
מה מפריע להתפתחות סוללות מוצק?
סוללות במצב מוצקלהשתמש באלקטרוליט מוצק במקום האלקטרוליט הנוזלי המצוי במסורתיסוללות ליתיום-יון. סוללות ליתיום נוזלי קונבנציונליות מורכבות מארבעה מרכיבים חיוניים: האלקטרודה החיובית, האלקטרודה השלילית, האלקטרוליט והמפריד. לעומת זאת, סוללות במצב מוצק משתמשות באלקטרוליט מוצק במקום המקבילה הנוזלית הרגילה.
בהתחשב בפוטנציאל הגדול של טכנולוגיית מצב מוצק זו, מדוע היא לא הוצגה לשוק עדיין? מכיוון שהמעבר ממעבדה למסחור עומד בפני שני אתגרים:היתכנות טכניתוכדאיות כלכלית.
- 1. היתכנות טכנית: הליבה של סוללה במצב מוצק היא החלפת האלקטרוליט הנוזלי באלקטרוליט מוצק. עם זאת, שמירה על יציבות בממשק בין האלקטרוליט המוצק לחומר האלקטרודה מהווה אתגר משמעותי. מגע לא מספיק עלול להוביל להתנגדות מוגברת, ובכך להפחית את ביצועי הסוללה. בנוסף, אלקטרוליטים מוצקים סובלים ממוליכות יונית נמוכה יותר ואיטית יותריון ליתיוםניידות, מה שמוביל למהירויות טעינה ופריקה איטיות יותר.
- יתרה מכך, תהליך הייצור מורכב יותר. לדוגמה, אלקטרוליטים מוצקים גופרתיים חייבים להיות מיוצרים תחת הגנה על גז אינרטי כדי למנוע תגובות לחות באוויר היוצרות גזים רעילים. תהליך זה בעלויות גבוהות ומאתגרות מבחינה טכנית מעכב כיום את ההיתכנות של ייצור המוני. יתר על כן, תנאי בדיקת המעבדה שונים לעתים קרובות באופן משמעותי מסביבות העולם האמיתי, מה שגורם לטכנולוגיות רבות שאינן מסוגלות להשיג את התוצאות הצפויות.
- 2. כדאיות כלכלית:כל עלות הסוללה במצב מוצק היא פי כמה מאשר סוללות ליתיום נוזליות מסורתיות והדרך למסחור רצופה קשיים. למרות שיש לו בטיחות גבוהה יותר בתיאוריה, בפועל, האלקטרוליט המוצק עלול להתפרק בטמפרטורות גבוהות, וכתוצאה מכך ביצועי הסוללה מופחתים או אפילו כשל.
- בנוסף, דנדריטים עלולים להיווצר במהלך תהליך הטעינה והפריקה, לחורר את המפריד, לגרום לקצרים ואפילו פיצוצים, מה שהופך את הבטיחות והאמינות לבעיה משמעותית. יתר על כן, כאשר תהליך הייצור בקנה מידה קטן יוגדל לייצור תעשייתי, העלויות יזנקו.
מתי יגיעו סוללות מוצק?
סוללות מצב מוצק צפויות למצוא יישומים עיקריים במוצרי אלקטרוניקה מתקדמים, כלי רכב חשמליים בקנה מידה קטן (EV) ותעשיות עם דרישות ביצועים ובטיחות מחמירות, כגון תעופה וחלל. עם זאת, סוללות המצב המוצק הקיימות כיום בשוק נמצאות עדיין בשלבים הראשונים של שיווק הרעיון.
חברות רכב בולטות ויצרני סוללות ליתיוםכמו SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD ו-EVE מפתחים באופן פעיל סוללות מוצק. עם זאת, בהתבסס על לוחות הזמנים האחרונים של הייצור שלהם, לא סביר שייצור המוני בקנה מידה מלא של סוללות מוצק יתחיל לפני 2026-2027 לכל המוקדם. אפילו טויוטה נאלצה לשנות את ציר הזמן שלה מספר פעמים וכעת מתכננת להתחיל בייצור המוני ב-2030.
חשוב לציין שציר הזמן הזמינות של סוללות מוצק עשוי להשתנות עקב גורמים שונים כגון אתגרים טכנולוגיים ואישור רגולטורי.
שיקולים מרכזיים לצרכנים
תוך מעקב צמוד אחר ההתקדמות בתחוםסוללת ליתיום מוצקבתחום, חיוני לצרכנים להישאר ערניים ולא להיות מושפעים ממידע מסנוור שטחי. למרות שחדשנות אמיתית ופריצות דרך טכנולוגיות שווה לצפות, הן דורשות זמן לאימות. הבה נקווה שככל שהטכנולוגיה תתקדם והשוק יתבגר, פתרונות אנרגיה חדשים בטוחים ובמחיר סבירים יצוצו בעתיד.
⭐ לחץ למטה כדי ללמוד עוד על סוללת המצב המוצק:
זמן פרסום: 30 באוקטובר 2024