В настоящее время не существует жизнеспособного решения проблемы отключения твердотельных батарей из-за продолжающейся стадии исследований и разработок, которая представляет собой различные нерешенные технические, экономические и коммерческие проблемы. Учитывая текущие технические ограничения, массовое производство все еще остается отдаленной целью, а твердотельные батареи еще не доступны на рынке.
Что препятствует разработке твердотельных аккумуляторов?
Твердотельные батареииспользуйте твердый электролит вместо жидкого электролита, используемого в традиционныхлитий-ионные аккумуляторы. Обычные жидкие литиевые батареи состоят из четырех основных компонентов: положительного электрода, отрицательного электрода, электролита и сепаратора. Напротив, в твердотельных батареях используется твердый электролит вместо обычного жидкого аналога.
Учитывая огромный потенциал этой технологии твердотельных аккумуляторов, почему она до сих пор не представлена на рынке? Потому что переход от лаборатории к коммерциализации сталкивается с двумя проблемами:техническая осуществимостьиэкономическая жизнеспособность.
- 1. Техническая осуществимость: Суть твердотельной батареи заключается в замене жидкого электролита твердым электролитом. Однако поддержание стабильности на границе раздела между твердым электролитом и материалом электрода представляет собой серьезную проблему. Недостаточный контакт может привести к увеличению сопротивления, что приведет к снижению производительности аккумулятора. Кроме того, твердые электролиты страдают от более низкой ионной проводимости и более медленнойлитий-ионныймобильность, что приводит к снижению скорости зарядки и разрядки.
- Кроме того, процесс изготовления более сложен. Например, сульфидные твердые электролиты должны производиться под защитой инертного газа, чтобы предотвратить реакции влаги в воздухе, которые приводят к образованию токсичных газов. Этот дорогостоящий и технически сложный процесс в настоящее время препятствует возможности массового производства. Более того, условия лабораторных испытаний часто существенно отличаются от реальных условий, из-за чего многие технологии не могут достичь ожидаемых результатов.
- 2. Экономическая жизнеспособность:Стоимость всех твердотельных батарей в несколько раз превышает стоимость традиционных жидко-литиевых батарей, и путь к коммерциализации сопряжен с трудностями. Хотя теоретически он более безопасен, на практике твердый электролит может разрушаться при высоких температурах, что приводит к снижению производительности батареи или даже к выходу из строя.
- Кроме того, в процессе зарядки и разрядки могут образовываться дендриты, пробивающие сепаратор, вызывающие короткие замыкания и даже взрывы, что делает безопасность и надежность серьезной проблемой. Кроме того, когда процесс мелкосерийного производства будет масштабироваться для промышленного производства, затраты резко возрастут.
Когда появятся твердотельные батареи?
Ожидается, что твердотельные батареи найдут основное применение в высококачественной бытовой электронике, небольших электромобилях (EV) и в отраслях со строгими требованиями к производительности и безопасности, таких как аэрокосмическая промышленность. Однако твердотельные батареи, доступные в настоящее время на рынке, все еще находятся на ранних стадиях концептуального маркетинга.
Известные автомобильные компании ипроизводители литиевых батарейтакие как SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD и EVE, активно разрабатывают твердотельные аккумуляторы. Тем не менее, судя по последним графикам производства, маловероятно, что полномасштабное массовое производство твердотельных батарей начнется не ранее 2026-2027 годов. Даже Toyota неоднократно приходилось пересматривать свои сроки, и теперь она планирует начать массовое производство в 2030 году.
Важно отметить, что сроки доступности твердотельных батарей могут варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как технологические проблемы и одобрение регулирующих органов.
Ключевые соображения для потребителей
Внимательно следя за развитием событий втвердотельная литиевая батареяВ этой области потребителям крайне важно сохранять бдительность и не поддаваться влиянию поверхностно ослепительной информации. Хотя подлинные инновации и технологические прорывы заслуживают ожидания, они требуют времени для проверки. Будем надеяться, что по мере развития технологий и развития рынка в будущем появятся более безопасные и доступные новые энергетические решения.
⭐ Нажмите ниже, чтобы узнать больше о твердотельной батарее:
Время публикации: 30 октября 2024 г.