Твердотельные батареи — это тип батареи, в которой используются твердые электроды и электролиты, в отличие от жидких или полимерных гелевых электролитов, используемых в традиционных литий-ионных батареях. Они имеют более высокую плотность энергии, более быстрое время зарядки и повышенную безопасность по сравнению с традиционными батареями.
Используют ли твердотельные батареи литий?
Да, в настоящее время в большинстве разрабатываемых твердотельных батарей в качестве основного элемента используется литий.
Конечно, в твердотельных батареях в качестве электролита могут использоваться различные материалы, включая литий. Однако в твердотельных батареях в качестве электролита могут использоваться и другие материалы, такие как натрий, сера или керамика.
В общем, выбор материала электролита зависит от различных факторов, таких как производительность, безопасность, стоимость и доступность. Твердотельные литиевые батареи являются многообещающей технологией хранения энергии следующего поколения благодаря их высокой плотности энергии, длительному сроку службы и повышенной безопасности.
Как работают твердотельные аккумуляторы?
В твердотельных батареях для переноса ионов между электродами (анодом и катодом) батареи используется твердый электролит вместо жидкого. Электролит обычно изготавливается из керамического, стеклянного или полимерного материала, который является химически стабильным и проводящим.
Когда твердотельная батарея заряжается, электроны вытягиваются из катода и переносятся через твердый электролит к аноду, создавая поток тока. Когда батарея разряжается, поток тока меняется на противоположное: электроны движутся от анода к катоду.
Твердотельные аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед традиционными аккумуляторами. Они более безопасны, поскольку твердый электролит менее склонен к утечке или взрыву, чем жидкие электролиты. Они также имеют более высокую плотность энергии, а это означает, что они могут хранить больше энергии в меньшем объеме.
Тем не менее, с твердотельными батареями все еще существуют некоторые проблемы, которые необходимо решить, включая высокие производственные затраты и ограниченную емкость. Продолжаются исследования по разработке более качественных материалов с твердым электролитом и улучшению производительности и срока службы твердотельных батарей.
Сколько компаний по производству твердотельных аккумуляторов сейчас присутствует на рынке?
Есть несколько компаний, которые в настоящее время разрабатывают твердотельные аккумуляторы:
1. Квантовый пейзаж:Стартап, основанный в 2010 году и привлекший инвестиции от Volkswagen и Билла Гейтса. Они утверждают, что разработали твердотельную батарею, которая может увеличить запас хода электромобиля более чем на 80%.
2. Тойота:Японский автопроизводитель уже несколько лет работает над твердотельными аккумуляторами и планирует запустить их в производство к началу 2020-х годов.
3. Фискер:Стартап по производству роскошных электромобилей, который сотрудничает с исследователями из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе для разработки твердотельных батарей, которые, по их утверждению, значительно увеличат запас хода их автомобилей.
4. БМВ:Немецкий автопроизводитель также работает над твердотельными аккумуляторами и сотрудничает с стартапом Solid Power из Колорадо для их разработки.
5. Самсунг:Корейский гигант электроники разрабатывает твердотельные аккумуляторы для использования в смартфонах и других электронных устройствах.
Будут ли в будущем использоваться твердотельные батареи для хранения солнечной энергии?
Твердотельные батареи могут совершить революцию в хранении энергии для солнечных систем. По сравнению с традиционными литий-ионными батареями твердотельные батареи обеспечивают более высокую плотность энергии, более быстрое время зарядки и повышенную безопасность. Их использование в системах хранения солнечной энергии может повысить общую эффективность, снизить затраты и сделать возобновляемую энергию более доступной. Исследования и разработки в области технологии твердотельных аккумуляторов продолжаются, и вполне возможно, что в будущем эти батареи могут стать основным решением для хранения солнечной энергии. Но теперь твердотельные батареи специально разработаны для применения в электромобилях.
Toyota разрабатывает твердотельные аккумуляторы через Prime Planet Energy & Solutions Inc., совместное предприятие с Panasonic, которое начало свою деятельность в апреле 2020 года и насчитывает около 5100 сотрудников, в том числе 2400 в китайской дочерней компании, но сейчас производство все еще довольно ограничено. увеличить долю к 2025 году, когда придет время.
Когда появятся твердотельные аккумуляторы?
У нас нет доступа к последним новостям и обновлениям, касающимся доступности твердотельных батарей. Однако несколько компаний работают над разработкой твердотельных батарей, а некоторые объявили, что планируют выпустить их к 2025 году или позже. Однако важно отметить, что сроки появления твердотельных батарей могут варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как технологические проблемы и одобрение регулирующих органов.
Время публикации: 03 июня 2023 г.