Cietvielu akumulatori ir bateriju veids, kurā tiek izmantoti cietie elektrodi un elektrolīti pretstatā šķidrajiem vai polimēru gēla elektrolītiem, ko izmanto tradicionālajās litija jonu baterijās. Salīdzinot ar tradicionālajiem akumulatoriem, tiem ir lielāks enerģijas blīvums, ātrāks uzlādes laiks un uzlabota drošība.
Vai cietvielu akumulatori izmanto litiju?
Jā, tagad lielākā daļa cietvielu bateriju, kas pašlaik tiek izstrādātas, izmanto litiju kā galveno elementu.
Protams, cietvielu akumulatoros kā elektrolītu var izmantot dažādus materiālus, tostarp litiju. Tomēr cietvielu akumulatoros kā elektrolītu var izmantot arī citus materiālus, piemēram, nātriju, sēru vai keramiku.
Kopumā elektrolīta materiāla izvēle ir atkarīga no dažādiem faktoriem, piemēram, veiktspējas, drošības, izmaksām un pieejamības. Cietvielu litija baterijas ir daudzsološa tehnoloģija nākamās paaudzes enerģijas uzkrāšanai, pateicoties to augstajam enerģijas blīvumam, ilgajam ciklam un uzlabotajai drošībai.
Kā darbojas cietvielu akumulatori?
Cietvielu akumulatori izmanto cietu elektrolītu, nevis šķidru elektrolītu, lai pārnestu jonus starp akumulatora elektrodiem (anodu un katodu). Elektrolīts parasti ir izgatavots no keramikas, stikla vai polimēra materiāla, kas ir ķīmiski stabils un vadošs.
Uzlādējot cietvielu akumulatoru, elektroni tiek izvilkti no katoda un caur cieto elektrolītu tiek transportēti uz anodu, radot strāvas plūsmu. Kad akumulators ir izlādējies, strāvas plūsma tiek apgriezta, elektroniem pārvietojoties no anoda uz katodu.
Cietvielu baterijām ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām baterijām. Tie ir drošāki, jo cietais elektrolīts ir mazāk pakļauts noplūdei vai eksplozijai nekā šķidrie elektrolīti. Viņiem ir arī lielāks enerģijas blīvums, kas nozīmē, ka tie var uzglabāt vairāk enerģijas mazākā tilpumā.
Tomēr joprojām ir dažas problēmas, kas jārisina ar cietvielu akumulatoriem, tostarp augstās ražošanas izmaksas un ierobežota jauda. Notiek pētījumi, lai izstrādātu labākus cieto elektrolītu materiālus un uzlabotu cietvielu akumulatoru veiktspēju un kalpošanas laiku.
Cik daudz cietvielu akumulatoru uzņēmumu tagad ir tirgū?
Pašlaik ir vairāki uzņēmumi, kas izstrādā cietvielu baterijas:
1. Kvantu aina:2010. gadā dibināts jaunuzņēmums, kas piesaistījis investīcijas no Volkswagen un Bila Geitsa. Viņi apgalvo, ka ir izstrādājuši cietvielu akumulatoru, kas var palielināt elektriskā transportlīdzekļa darbības rādiusu par vairāk nekā 80%.
2. Toyota:Japānas autoražotājs jau vairākus gadus ir strādājis pie cietvielu akumulatoriem, un tā mērķis ir tos sākt ražot līdz 2020. gadu sākumam.
3. Fisker:Luksusa elektrisko transportlīdzekļu starta uzņēmums, kas sadarbojas ar UCLA pētniekiem, lai izstrādātu cietvielu akumulatorus, kas, pēc viņu domām, krasi palielinās viņu transportlīdzekļu klāstu.
4. BMW:Vācu autoražotājs strādā arī pie cietvielu akumulatoriem un ir sadarbojies ar Solid Power, Kolorādo bāzētu jaunuzņēmumu, lai tos izstrādātu.
5. Samsung:Korejas elektronikas gigants izstrādā cietvielu akumulatorus izmantošanai viedtālruņos un citās elektroniskās ierīcēs.
Ja cietvielu baterijas nākotnē tiks izmantotas saules enerģijas uzglabāšanai?
Cietvielu akumulatoriem ir potenciāls revolucionizēt enerģijas uzglabāšanu saules baterijām. Salīdzinot ar tradicionālajiem litija jonu akumulatoriem, cietvielu akumulatori piedāvā lielāku enerģijas blīvumu, ātrāku uzlādes laiku un lielāku drošību. To izmantošana saules enerģijas uzglabāšanas sistēmās varētu uzlabot vispārējo efektivitāti, samazināt izmaksas un padarīt atjaunojamo enerģiju pieejamāku. Cietvielu akumulatoru tehnoloģiju izpēte un izstrāde turpinās, un ir iespējams, ka šīs baterijas nākotnē varētu kļūt par galveno risinājumu saules enerģijas uzglabāšanai. Bet tagad cietvielu akumulatori ir īpaši izstrādāti EV lietošanai.
Toyota attīsta cietvielu akumulatorus, izmantojot Prime Planet Energy & Solutions Inc., kopuzņēmumu ar Panasonic, kas sāka darbību 2020. gada aprīlī un kurā ir aptuveni 5100 darbinieku, tostarp 2400 darbinieku Ķīnas meitasuzņēmumā, taču šobrīd ražošanas apjoms ir diezgan ierobežots. vairāk akciju līdz 2025. gadam, kad būs īstais laiks.
Kad būs pieejami cietvielu akumulatori?
Mums nav piekļuves jaunākajām ziņām un atjauninājumiem par cietvielu akumulatoru pieejamību. Tomēr vairāki uzņēmumi strādā pie cietvielu bateriju izstrādes, un daži ir paziņojuši, ka plāno tos laist tirgū līdz 2025. gadam vai vēlāk. Tomēr ir ļoti svarīgi atzīmēt, ka cietvielu akumulatoru pieejamības grafiks var atšķirties atkarībā no dažādiem faktoriem, piemēram, tehnoloģiskām problēmām un normatīvā apstiprinājuma.
Publicēšanas laiks: 03.03.2023