Қатты күйдегі батареялар дәстүрлі литий-ионды батареяларда қолданылатын сұйық немесе полимер гель электролиттеріне қарағанда қатты электродтар мен электролиттерді пайдаланатын батарея түрі болып табылады. Дәстүрлі аккумуляторлармен салыстырғанда оларда жоғары қуат тығыздығы, жылдам зарядтау уақыты және жақсартылған қауіпсіздік бар.
Қатты күйдегі батареялар литийді пайдаланады ма?
Иә, қазір әзірленіп жатқан қатты күйдегі батареялардың көпшілігі негізгі элемент ретінде литийді пайдаланады.
Әрине, қатты күйдегі батареялар электролит ретінде әртүрлі материалдарды, соның ішінде литийді пайдалана алады. Дегенмен, қатты күйдегі батареялар электролит ретінде натрий, күкірт немесе керамика сияқты басқа материалдарды да пайдалана алады.
Жалпы алғанда, электролит материалын таңдау өнімділік, қауіпсіздік, құны және қолжетімділігі сияқты әртүрлі факторларға байланысты. Қатты күйдегі литий батареялары энергияның жоғары тығыздығына, ұзақ қызмет ету мерзіміне және күшейтілген қауіпсіздікке байланысты келесі ұрпақ энергияны сақтаудың перспективалы технологиясы болып табылады.
Қатты күйдегі батареялар қалай жұмыс істейді?
Қатты күйдегі батареялар батареяның электродтары (анод пен катод) арасында иондарды тасымалдау үшін сұйық электролиттің орнына қатты электролит пайдаланады. Электролит әдетте химиялық тұрақты және өткізгіш керамика, шыны немесе полимерлі материалдан жасалады.
Қатты күйдегі аккумулятор зарядталған кезде катодтан электрондар тартылып, қатты электролит арқылы анодқа тасымалданады, ток ағыны пайда болады. Батарея зарядсызданған кезде ток ағыны кері өзгереді, электрондар анодтан катодқа ауысады.
Қатты күйдегі батареялардың дәстүрлі батареяларға қарағанда бірнеше артықшылығы бар. Олар қауіпсіз, өйткені қатты электролит сұйық электролиттерге қарағанда ағып кетуге немесе жарылуға бейім емес. Олар сондай-ақ жоғары энергия тығыздығына ие, яғни олар аз көлемде көбірек энергияны сақтай алады.
Дегенмен, қатты күйдегі батареялармен шешуді қажет ететін кейбір қиындықтар бар, соның ішінде жоғары өндірістік шығындар мен шектеулі сыйымдылық. Жақсырақ қатты электролиттік материалдарды әзірлеу және қатты күйдегі батареялардың өнімділігі мен қызмет ету мерзімін жақсарту үшін зерттеулер жалғасуда.
Қазір нарықта қатты күйдегі аккумуляторлар шығаратын қанша компания бар?
Қазіргі уақытта қатты күйдегі батареяларды жасаумен айналысатын бірнеше компаниялар бар:
1. Кванттық кеңістік:2010 жылы негізі қаланған стартап, ол Volkswagen мен Билл Гейтстің инвестициясын тартты. Олар электр көлігінің диапазонын 80% -дан астамға арттыра алатын қатты күйдегі аккумуляторды әзірледі деп мәлімдейді.
2. Toyota:Жапондық автоөндіруші бірнеше жыл бойы қатты күйдегі аккумуляторлармен жұмыс істеп келеді және оларды 2020 жылдардың басында шығаруды көздеп отыр.
3. Фискер:Қатты күйдегі аккумуляторларды әзірлеу үшін UCLA зерттеушілерімен серіктестікте орналасқан сәнді электрлі көлік стартапы олардың көліктерінің ауқымын айтарлықтай арттырады деп мәлімдейді.
4. BMW:Неміс автомобиль өндірушісі сондай-ақ қатты күйдегі батареялармен жұмыс істейді және оларды әзірлеу үшін Колорадо штатында орналасқан Solid Power стартапымен серіктес болды.
5. Samsung:Кореялық электроника алыбы смартфондар мен басқа да электронды құрылғыларда пайдалану үшін қатты күйдегі батареяларды жасауда.
Болашақта қатты күйдегі батареялар күн энергиясын сақтау үшін қолданылады ма?
Қатты күйдегі аккумуляторлар күн энергиясын пайдалану үшін энергияны жинақтауда төңкеріс жасау мүмкіндігіне ие. Дәстүрлі литий-ионды батареялармен салыстырғанда, қатты күйдегі батареялар жоғары энергия тығыздығын, жылдам зарядтау уақытын және қауіпсіздікті арттырады. Оларды күн энергиясын сақтау жүйелерінде пайдалану жалпы тиімділікті арттыруға, шығындарды азайтуға және жаңартылатын энергияны қолжетімді ете алады. Қатты күйдегі батареялар технологиясын зерттеу және дамыту жалғасуда және бұл батареялар болашақта күн энергиясын сақтаудың негізгі шешімі болуы мүмкін. Бірақ қазір қатты күйдегі батареялар EV қолдану үшін арнайы жасалған.
Toyota қатты күйдегі батареяларды Prime Planet Energy & Solutions Inc. арқылы әзірлеуде, ол 2020 жылдың сәуірінде жұмысын бастаған және 5100-ге жуық қызметкері бар Panasonic-пен бірлескен кәсіпорын, оның ішінде 2400-і қытайлық еншілес компанияда, бірақ әлі де өндірісі шектеулі және үміттенеді. уақыты келгенде 2025 жылға қарай көбірек бөлісу.
Қатты күйдегі батареялар қашан қол жетімді болады?
Бізде қатты күйдегі батареялардың қолжетімділігіне қатысты соңғы жаңалықтар мен жаңартуларға қол жеткізе алмаймыз. Дегенмен, бірнеше компания қатты күйдегі батареяларды жасаумен айналысуда, ал кейбіреулері оларды 2025 жылға дейін немесе одан кейін шығаруды жоспарлап отырғанын хабарлады. Дегенмен, қатты күйдегі батареялардың қолжетімділігінің уақыт кестесі технологиялық қиындықтар мен реттеуші мақұлдау сияқты әртүрлі факторларға байланысты өзгеруі мүмкін екенін ескеру өте маңызды.
Жіберу уақыты: 03 маусым 2023 ж