V súčasnosti neexistuje žiadne životaschopné riešenie problému odpojenia polovodičových batérií z dôvodu ich prebiehajúceho štádia výskumu a vývoja, ktorý predstavuje rôzne nevyriešené technické, ekonomické a komerčné výzvy. Vzhľadom na súčasné technické obmedzenia je masová výroba stále vzdialeným cieľom a polovodičové batérie zatiaľ nie sú na trhu dostupné.
Čo bráni vývoju pevných batérií?
Pevné batériepoužiť pevný elektrolyt namiesto kvapalného elektrolytu, ktorý sa nachádza v tradičnomlítium-iónové batérie. Bežné tekuté lítiové batérie pozostávajú zo štyroch základných komponentov: kladná elektróda, záporná elektróda, elektrolyt a separátor. Naproti tomu polovodičové batérie používajú namiesto bežného tekutého elektrolytu pevný elektrolyt.
Vzhľadom na veľký potenciál tejto technológie polovodičových batérií, prečo ešte nebola uvedená na trh? Pretože prechod z laboratória na komercializáciu čelí dvom výzvam:technická realizovateľnosťaekonomická životaschopnosť.
- 1. Technická realizovateľnosť: Jadrom polovodičovej batérie je nahradiť tekutý elektrolyt tuhým elektrolytom. Udržanie stability na rozhraní medzi pevným elektrolytom a materiálom elektródy však predstavuje značnú výzvu. Nedostatočný kontakt môže viesť k zvýšeniu odporu, čím sa zníži výkon batérie. Okrem toho tuhé elektrolyty trpia nižšou iónovou vodivosťou a sú pomalšielítiový iónmobilita, čo vedie k pomalšiemu nabíjaniu a vybíjaniu.
- Okrem toho je výrobný proces zložitejší. Napríklad sulfidové pevné elektrolyty sa musia vyrábať pod ochranou inertným plynom, aby sa zabránilo reakciám vlhkosti vo vzduchu, ktoré vytvárajú toxické plyny. Tento vysoko nákladný a technicky náročný proces v súčasnosti bráni uskutočniteľnosti sériovej výroby. Okrem toho sa laboratórne testovacie podmienky často výrazne líšia od reálnych prostredí, čo spôsobuje, že mnohé technológie nedokážu dosiahnuť očakávané výsledky.
- 2. Ekonomická životaschopnosť:Cena pevných batérií je niekoľkonásobne vyššia ako pri tradičných tekutých lítiových batériách a cesta ku komercializácii je plná ťažkostí. Hoci má teoreticky vyššiu bezpečnosť, v praxi sa môže pevný elektrolyt pri vysokých teplotách rozpadnúť, čo má za následok zníženie výkonu batérie alebo dokonca poruchu.
- Okrem toho sa počas procesu nabíjania a vybíjania môžu tvoriť dendrity, ktoré prepichnú separátor, spôsobia skraty a dokonca aj výbuchy, čím sa bezpečnosť a spoľahlivosť stáva významným problémom. Okrem toho, keď sa výrobný proces v malom meradle rozšíri na priemyselnú výrobu, náklady prudko stúpnu.
Kedy prídu polovodičové batérie?
Očakáva sa, že polovodičové batérie nájdu primárne uplatnenie v špičkovej spotrebnej elektronike, malých elektrických vozidlách (EV) a odvetviach s prísnymi požiadavkami na výkon a bezpečnosť, ako je napríklad letectvo. Avšak polovodičové batérie, ktoré sú v súčasnosti dostupné na trhu, sú stále v ranom štádiu marketingu.
Popredné automobilové spoločnosti avýrobcovia lítiových batériíako SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD a EVE aktívne vyvíjajú polovodičové batérie. Na základe ich najnovších výrobných plánov je však nepravdepodobné, že by sa masová výroba polovodičových batérií v plnom rozsahu začala najskôr v rokoch 2026-2027. Dokonca aj Toyota musela niekoľkokrát revidovať svoju časovú os a teraz plánuje začať sériovú výrobu v roku 2030.
Je dôležité poznamenať, že časová os dostupnosti pre polovodičové batérie sa môže líšiť v dôsledku rôznych faktorov, ako sú technologické výzvy a schválenie regulačnými orgánmi.
Kľúčové úvahy pre spotrebiteľov
Pri pozornom sledovaní pokroku vpevná lítiová batériapre spotrebiteľov je dôležité, aby zostali ostražití a nenechali sa ovplyvniť povrchne oslnivými informáciami. Hoci sa oplatí predvídať skutočné inovácie a technologické objavy, vyžadujú si čas na overenie. Dúfajme, že s pokrokom technológií a dozrievaním trhu sa v budúcnosti objavia bezpečnejšie a cenovo dostupnejšie nové energetické riešenia.
⭐ Kliknutím nižšie sa dozviete viac o polovodičovej batérii:
Čas odoslania: 30. októbra 2024