Momenteel is er geen haalbare oplossing voor het probleem van het loskoppelen van solid-state-batterijen vanwege de voortdurende onderzoeks- en ontwikkelingsfase, die verschillende onopgeloste technische, economische en commerciële uitdagingen met zich meebrengt. Gezien de huidige technische beperkingen is massaproductie nog steeds een verre doelstelling en zijn solid-state batterijen nog niet op de markt verkrijgbaar.
Wat belemmert de ontwikkeling van solid-state batterijen?
Solid state batterijengebruik een vaste elektrolyt in plaats van de vloeibare elektrolyt die u bij traditionele elektrolyten aantreftlithium-ionbatterijen. Conventionele vloeibare lithiumbatterijen bestaan uit vier essentiële componenten: de positieve elektrode, de negatieve elektrode, de elektrolyt en de separator. Vastestofbatterijen gebruiken daarentegen een vaste elektrolyt in plaats van de conventionele vloeibare tegenhanger.
Waarom is deze solid-state batterijtechnologie, gegeven het grote potentieel van deze technologie, nog niet op de markt geïntroduceerd? Omdat de transitie van laboratorium naar commercialisering met twee uitdagingen te maken heeft:technische haalbaarheidEneconomische levensvatbaarheid.
- 1. Technische haalbaarheid: De kern van een solid-state batterij is het vervangen van de vloeibare elektrolyt door een vaste elektrolyt. Het handhaven van de stabiliteit op het grensvlak tussen de vaste elektrolyt en het elektrodemateriaal vormt echter een aanzienlijke uitdaging. Onvoldoende contact kan leiden tot verhoogde weerstand, waardoor de prestaties van de batterij afnemen. Bovendien hebben vaste elektrolyten een lagere ionische geleidbaarheid en zijn ze langzamerlithium-ionmobiliteit, wat leidt tot lagere laad- en ontlaadsnelheden.
- Bovendien is het productieproces complexer. Vaste sulfide-elektrolyten moeten bijvoorbeeld worden geproduceerd onder bescherming tegen inert gas om vochtreacties in de lucht te voorkomen die giftige gassen genereren. Dit dure en technisch uitdagende proces belemmert momenteel de haalbaarheid van massaproductie. Bovendien verschillen laboratoriumtestomstandigheden vaak aanzienlijk van reële omgevingen, waardoor veel technologieën niet in staat zijn de verwachte resultaten te behalen.
- 2. Economische levensvatbaarheid:De kosten voor volledig solid-state batterijen zijn vele malen hoger dan die van traditionele vloeibare lithiumbatterijen, en de weg naar commercialisering is vol moeilijkheden. Hoewel het in theorie een hogere veiligheid biedt, kan de vaste elektrolyt in de praktijk bij hoge temperaturen kapot gaan, wat resulteert in verminderde batterijprestaties of zelfs defecten.
- Bovendien kunnen zich dendrieten vormen tijdens het laad- en ontlaadproces, waardoor de scheider wordt doorboord en kortsluiting en zelfs explosies worden veroorzaakt, waardoor veiligheid en betrouwbaarheid een groot probleem worden. Bovendien zullen de kosten omhoog schieten als het kleinschalige productieproces wordt opgeschaald voor industriële productie.
Wanneer komen solid-state-batterijen?
Verwacht wordt dat solid-state batterijen primaire toepassingen zullen vinden in hoogwaardige consumentenelektronica, kleinschalige elektrische voertuigen (EV’s) en industrieën met strenge prestatie- en veiligheidseisen, zoals de lucht- en ruimtevaart. De solid-state batterijen die momenteel op de markt verkrijgbaar zijn, bevinden zich echter nog in de beginfase van de conceptmarketing.
Prominente autobedrijven enfabrikanten van lithiumbatterijenzoals SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD en EVE ontwikkelen actief solid-state batterijen. Niettemin is het op basis van hun meest recente productieschema's onwaarschijnlijk dat de volledige massaproductie van vastestofbatterijen op zijn vroegst vóór 2026-2027 zal beginnen. Zelfs Toyota heeft zijn tijdlijn meerdere keren moeten herzien en is nu van plan om in 2030 met de massaproductie te beginnen.
Het is belangrijk op te merken dat de beschikbaarheidstijdlijn voor solid-state batterijen kan variëren als gevolg van verschillende factoren, zoals technologische uitdagingen en goedkeuring door de regelgevende instanties.
Belangrijke overwegingen voor consumenten
Terwijl we de ontwikkelingen op het gebied van desolid-state lithiumbatterijOp dit gebied is het van cruciaal belang dat consumenten waakzaam blijven en zich niet laten misleiden door oppervlakkig verblindende informatie. Hoewel echte innovatie en technologische doorbraken de moeite waard zijn om te anticiperen, vergen ze tijd voor verificatie. Laten we hopen dat naarmate de technologie voortschrijdt en de markt volwassener wordt, er in de toekomst veiligere en betaalbare nieuwe energieoplossingen zullen ontstaan.
⭐ Klik hieronder voor meer informatie over de solid-state batterij:
Posttijd: 30 oktober 2024