Твердотільні батареї – це тип батареї, у якій використовуються тверді електроди та електроліти, на відміну від рідких або полімерних гелевих електролітів, які використовуються в традиційних літій-іонних батареях. Вони мають вищу щільність енергії, швидший час заряджання та підвищену безпеку порівняно з традиційними батареями.
Чи використовують літій у твердотільних батареях?
Так, більшість твердотільних акумуляторів, які зараз розробляються, використовують літій як основний елемент.
Звичайно, твердотільні батареї можуть використовувати різні матеріали як електроліт, включаючи літій. Однак твердотільні батареї також можуть використовувати інші матеріали, такі як натрій, сірка або кераміка як електроліт.
Загалом вибір матеріалу електроліту залежить від різних факторів, таких як продуктивність, безпека, вартість і доступність. Твердотільні літієві батареї є багатообіцяючою технологією для зберігання енергії наступного покоління завдяки високій щільності енергії, тривалому циклу служби та підвищеній безпеці.
Як працюють твердотільні батареї?
Твердотільні батареї використовують твердий електроліт замість рідкого електроліту для перенесення іонів між електродами (анодом і катодом) батареї. Електроліт, як правило, виготовляється з керамічного, скляного або полімерного матеріалу, який є хімічно стабільним і провідним.
Коли твердотільний акумулятор заряджається, електрони витягуються з катода та транспортуються через твердий електроліт до анода, створюючи потік струму. Коли батарея розряджається, потік струму змінюється, коли електрони рухаються від анода до катода.
Твердотільні батареї мають ряд переваг перед традиційними. Вони безпечніші, оскільки твердий електроліт менш схильний до витоку або вибуху, ніж рідкі електроліти. Вони також мають вищу щільність енергії, що означає, що вони можуть зберігати більше енергії в меншому об’ємі.
Однак у твердотільних акумуляторах все ще є деякі проблеми, які необхідно вирішити, зокрема високі витрати на виробництво та обмежена ємність. Тривають дослідження, спрямовані на розробку кращих твердих електролітних матеріалів і підвищення продуктивності та терміну служби твердотільних батарей.
Скільки компаній з твердотільних акумуляторів зараз на ринку?
Є кілька компаній, які зараз розробляють твердотільні акумулятори:
1. Квантовий пейзаж:Стартап, заснований у 2010 році, який залучив інвестиції Volkswagen і Білла Гейтса. Вони стверджують, що розробили твердотільну батарею, яка може збільшити запас ходу електромобіля більш ніж на 80%.
2. Toyota:Японський автовиробник працював над твердотільними батареями протягом кількох років і планує запустити їх у виробництво до початку 2020-х років.
3. Фіскер:Стартап з виробництва розкішних електромобілів, який співпрацює з дослідниками з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі для розробки твердотільних акумуляторів, які, як вони стверджують, значно збільшать запас ходу їхніх автомобілів.
4. BMW:Німецький автовиробник також працює над твердотільними батареями та співпрацює з Solid Power, стартапом із Колорадо, для їх розробки.
5. Samsung:Корейський електронний гігант розробляє твердотільні батареї для використання в смартфонах та інших електронних пристроях.
Чи використовуватимуться твердотільні батареї для сонячних батарей у майбутньому?
Твердотільні батареї мають потенціал для революції у накопиченні енергії для сонячних систем. Порівняно з традиційними літій-іонними батареями, твердотільні батареї пропонують вищу щільність енергії, швидший час заряджання та підвищену безпеку. Їх використання в сонячних системах зберігання могло б підвищити загальну ефективність, знизити витрати та зробити відновлювану енергію більш доступною. Дослідження та розробки технології твердотільних батарей тривають, і цілком можливо, що ці батареї стануть основним рішенням для сонячних накопичувачів у майбутньому. Але тепер твердотільні батареї спеціально розроблені для застосування електромобілів.
Toyota розробляє твердотільні батареї через Prime Planet Energy & Solutions Inc., спільне підприємство з Panasonic, яке розпочало роботу в квітні 2020 року та налічує близько 5100 співробітників, у тому числі 2400 у китайській дочірній компанії, але все ще з досить обмеженим виробництвом зараз і сподіваємось. збільшити частку до 2025 року, коли настане відповідний час.
Коли будуть доступні твердотільні батареї?
Ми не маємо доступу до останніх новин і оновлень щодо наявності твердотільних батарей. Проте кілька компаній працюють над розробкою твердотільних батарей, а деякі оголосили, що планують випустити їх до 2025 року або пізніше. Однак важливо зазначити, що терміни доступності твердотільних акумуляторів можуть відрізнятися залежно від різних факторів, таких як технологічні проблеми та схвалення регуляторів.
Час публікації: 3 червня 2023 р