Наразі не існує життєздатного вирішення проблеми відключення твердотільних акумуляторів через поточну стадію досліджень і розробок, яка представляє різні невирішені технічні, економічні та комерційні проблеми. З огляду на поточні технічні обмеження, масове виробництво все ще залишається далекою метою, а твердотільні батареї ще не доступні на ринку.
Що заважає розвитку твердотільних батарей?
Твердотільні акумуляторивикористовуйте твердий електроліт замість звичайного рідкого електролітулітій-іонні акумулятори. Звичайні рідкі літієві батареї складаються з чотирьох основних компонентів: позитивного електрода, негативного електрода, електроліту та сепаратора. Навпаки, твердотільні батареї використовують твердий електроліт замість звичайного рідкого аналога.
Враховуючи великий потенціал цієї технології твердотільних батарей, чому її досі не випустили на ринок? Оскільки перехід від лабораторії до комерціалізації стикається з двома проблемами:технічна можливістьіекономічна доцільність.
- 1. Технічна можливість: Основою твердотільного акумулятора є заміна рідкого електроліту твердим електролітом. Однак підтримка стабільності на межі розділу між твердим електролітом і матеріалом електрода представляє значну проблему. Недостатній контакт може призвести до збільшення опору, що призводить до зниження продуктивності акумулятора. Крім того, тверді електроліти мають нижчу іонну провідність і повільнішеіон літіюмобільність, що призводить до меншої швидкості заряджання та розряджання.
- Крім того, процес виготовлення більш складний. Наприклад, сульфідні тверді електроліти повинні виготовлятися під захистом інертного газу, щоб запобігти реакціям вологи в повітрі, які утворюють токсичні гази. Цей дороговартісний і технічно складний процес наразі перешкоджає можливості масового виробництва. Крім того, умови лабораторних випробувань часто значно відрізняються від реальних середовищ, через що багато технологій не можуть досягти очікуваних результатів.
- 2. Економічна життєздатність:Вартість повністю твердотільних батарей у кілька разів перевищує вартість традиційних рідких літієвих батарей, і шлях до комерціалізації сповнений труднощів. Хоча теоретично твердий електроліт має вищу безпеку, на практиці твердий електроліт може руйнуватися при високих температурах, що призводить до зниження продуктивності акумулятора або навіть до виходу з ладу.
- Крім того, дендрити можуть утворюватися під час процесу заряджання та розряджання, пробивати сепаратор, спричиняти короткі замикання та навіть вибухи, що робить безпеку та надійність значною проблемою. Крім того, коли дрібносерійний виробничий процес буде розширено для промислового виробництва, витрати різко зростуть.
Коли з’являться твердотільні батареї?
Очікується, що твердотільні батареї знайдуть основне застосування в споживчій електроніці високого класу, невеликих електромобілях (EV) і галузях промисловості з жорсткими вимогами до продуктивності та безпеки, таких як авіакосмічна промисловість. Проте наявні на ринку твердотільні батареї все ще знаходяться на ранніх стадіях маркетингової концепції.
Видатні автомобільні компанії івиробники літієвих батарейяк SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD і EVE активно розробляють твердотільні батареї. Тим не менш, виходячи з їх останніх виробничих графіків, малоймовірно, що повномасштабне масове виробництво твердотільних акумуляторів почнеться не раніше 2026-2027 років. Навіть Toyota довелося кілька разів переглядати свій графік і тепер планує почати масове виробництво в 2030 році.
Важливо зауважити, що терміни доступності твердотільних акумуляторів можуть змінюватися через різні фактори, як-от технологічні труднощі та схвалення регуляторів.
Основні міркування для споживачів
Уважно стежачи за прогресом утвердотільний літієвий акумуляторДля споживачів важливо залишатися пильними та не піддаватися впливу назовні сліпучої інформації. Хоча справжні інновації та технологічні прориви варті очікування, вони вимагають часу для перевірки. Будемо сподіватися, що в міру розвитку технологій і розвитку ринку в майбутньому з’являться більш безпечні та доступні нові енергетичні рішення.
⭐ Натисніть нижче, щоб дізнатися більше про твердотільний акумулятор:
Час публікації: 30 жовтня 2024 р