Elektromobiliai pamažu užvaldo automobilių rinką visame pasaulyje. Buvo laikas, kai buvo apstu skepticizmo dėl to, kada iš tikrųjų ims naudoti elektromobilius, tačiau dabar elektromobiliai parduodami taip gerai, kad gamintojai negali jų pagaminti pakankamai. Tačiau viena pagrindinė kritika, sukėlusi EV, yra susijusi su baterijų technologija.
Puikios naujienos yra tai, kad naujos baterijų technologijos yra pakeliui, o kietojo kūno akumuliatoriai yra šios naujos baterijų technologijos bangos dalis, kuri pakeis rinką. Taigi, kas yra kietojo kūno baterija ir kaip ji pagerins jūsų EV?
Kas yra kietojo kūno akumuliatoriai?
Kietojo kūno akumuliatoriai pranoksta tradicines ličio jonų baterijas visais teoriniais rodikliais, įskaitant EV Holy Grail: diapazoną. Žinoma, visa tai teoriškai, nes kietojo kūno akumuliatoriai dar turi būti įmontuoti į serijinę transporto priemonę iš bet kurios iš didžiausi automobilių gamintojai, siūlantys elektromobilius.
Nepaisant to, ažiotažas apie kietojo kūno baterijas auga, nes žadami pokyčiai yra tikrai revoliuciniai. Kietojo kūno akumuliatoriuose yra kietas elektrolitas, o tradicinės ličio jonų baterijos naudoja a skystas elektrolitas, padedantis jonams judėti tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų baterija.
Šis pagrindinis skirtumas yra daugelio pranašumų katalizatorius, kurį teikia kietojo kūno akumuliatoriai, palyginti su įprastomis baterijomis. Kietojo kūno baterijos taip pat žada didesnį energijos tankį, palyginti su ličio jonų baterijomis, kurios paprastai naudojamos Tai reiškia, kad tokio paties dydžio kietojo kūno akumuliatoriaus, kaip ir ličio jonų, baterijos diapazonas yra didesnis.
Papildomas energijos tankis taip pat sumažina svorį, nes galite įdėti mažesnę ir lengvesnę bateriją į transporto priemonę, o ta baterija užtikrins tokį patį našumą kaip ir sunkesnis ličio jonų akumuliatorius baterija. Kitas dalykas, į kurį reikia atsižvelgti, yra pakuotės pranašumai. Kietojo kūno akumuliatoriai užima mažiau vietos, todėl gamintojai gali juos supakuoti efektyviau, o tai ypač naudinga efektyviems elektromobiliams, norintiems sumažinti transporto priemonės masės centrą.
Kaip veikia kietojo kūno baterijos?
Na, kalbant apie bateriją, jie iš tikrųjų yra gana panašūs į ličio jonų baterijas. Jie sukuria elektrą judant jonams tarp katodo ir anodo (arba elektrodų), sukuriant elektros srautą, kuris gali būti nukreiptas į transporto priemonės elektros variklio maitinimą. Jei jonai teka iš teigiamo elektrodo (katodo) į neigiamą (anodą), baterija kraunasi. Jei tiesa priešingai, baterija išskiria energiją.
Tradicinėse ličio jonų baterijose anodas ir katodas sujungia vidurinį skiriamąjį sluoksnį, kuris neleidžia susimaišyti elektrolitams iš dviejų elektrodų. Tačiau kietojo kūno akumuliatoriuose separatoriaus nėra, nes elektrolitas iš tikrųjų yra kietas, todėl baterijos yra lengvesnės ir geresnė pakuotė. Jonai vis tiek juda per kietąjį elektrolitą, tačiau didesnis kietojo elektrolito tankis suteikia didesnį energijos tankį.
Kitas kieto elektrolito privalumas yra mažesnis pavojus saugai, nes nėra skysčio, kuris išsilietų netyčia pradurta avarijos metu, todėl sumažėja galimo gaisro dėl galimai degios medžiagos rizika elektrolitas.
Kietojo kūno baterijos gali turėti didesnį energijos tankį nei įprastos ličio jonų baterijos, o tai gali būti siejama su keliomis priežastimis. Pagal MIT žinios, viena iš pagrindinių kietojo kūno baterijų didesnio energijos tankio priežasčių yra tai, kad šiose baterijose yra elektrodas, pagamintas iš gryno ličio metalo.
Galimas energijos tankio padidėjimas, kurį suteikia kietojo kūno akumuliatoriai, atsiranda dėl to, kad jie leidžia naudoti gryną ličio metalas kaip vienas iš elektrodų, kuris yra daug lengvesnis nei šiuo metu naudojami elektrodai, pagaminti iš ličio infuzijos grafitas.
Katodas ir elektrolitas yra kietojo kūno akumuliatoriuje, o tai yra dar vienas laimėjimas Tai leidžia šioms baterijoms pažadėti tokį nuostabų našumą, palyginti su įprastomis aukos.
Ar yra kietojo kūno akumuliatorių trūkumų?
Kietojo kūno baterijos skamba puikiai, bet, žinoma, taip nėra. Yra keletas dalykų, į kuriuos reikia atsižvelgti kalbant apie kietojo kūno baterijas, ir būtų protinga žinoti, kur šiuo metu yra technologija.
Labai svarbu atskirti technologijos potencialą nuo dabartinės būsenos. Kietojo kūno akumuliatorių tyrimai tebevyksta, o technologija akivaizdžiai nėra tokia pažangi kaip ličio jonų akumuliatoriai, todėl jų nėra jūsų „Tesla“, „Chevy Bolt“ ar kitur.
Viena iš pagrindinių problemų, kurią reikia įveikti, yra jonų judėjimas per kietųjų medžiagų separatorių. Pagal Blykstės baterija, kietojo kūno akumuliatoriaus separatorius turi veikti aukštoje temperatūroje, kad veiktų efektyviai.
Jonai yra materija, atomai, todėl prasminga, kad jie lengviau juda skystyje kieta medžiaga (keraminis separatorius) turi būti specialios sudėties, kad galėtų leisti jonams judėti laisvai.
Jau yra didelio našumo separatoriai šia prasme, bet tik esant aukštai temperatūrai, nes kietieji elektrodai tampa tik gerais laidininkais esant aukštesnei nei 50 laipsnių temperatūrai. Ši riba reiškia, kad kietojo kūno technologija vis dar beveik nenaudojama tikrose transporto priemonėse, nes negalime manyti, kad akumuliatorius visada karštas
Akivaizdu, kad jokia technologija nėra tobula nuo pat pradžių, o kietojo kūno baterijų srityje vyksta tyrimai. Yra ir kitų trūkumų, tačiau daug išteklių skiriama šių problemų sprendimui.
Kietojo kūno akumuliatorių technologija sulaukia didžiulio automobilių pramonės palaikymo, o šios investicijos paspartins šių baterijų pasirengimą gaminti. VW EV serija tikrai gaus naudos iš šių galimų baterijų technologijų laimėjimų.
Tikimasi, kad netrukus pamatysite kietojo kūno baterijas
Elektromobilių gamintojai lažinasi dėl kietojo kūno baterijų technologijos, o automobilių gigantai skiria lėšų Kietojo kūno baterijų technologijų tyrimai ir plėtra tik padės pagreitinti laiką, reikalingą jiems pasiekti turgus.
Kietojo kūno baterijos turi per daug pranašumų, palyginti su tradicinėmis ličio jonų baterijomis, kad jų būtų galima ignoruoti. Ateinančiais metais tikimasi daug daugiau proveržių kietojo kūno baterijų technologijos srityje ir didžiulio postūmio, kad šios baterijos taptų komerciškai gyvybingos ir būtų naudojamos EV.