Електрическите автомобили бавно превземат автомобилния пазар в световен мащаб. Имаше време, когато скептицизмът изобилстваше по отношение на това кога внедряването на EV наистина ще започне, но сега EV се продават толкова добре, че производителите не могат да направят достатъчно от тях. Въпреки това, една основна критика, която измъчва електромобилите, се върти около технологията на батериите.
Страхотната новина е, че новата технология за батерии е на път, а твърдотелните батерии са част от тази нова вълна от технологии за батерии, която ще революционизира пазара. И така, какво е твърда батерия и как тя ще подобри вашето EV?
Какво представляват твърдотелните батерии?
Солидните батерии засенчват традиционните литиево-йонни батерии във всяка теоретична метрика, включително EV светия граал: диапазон. Разбира се, всичко това е на теория, тъй като твърдотелните батерии все още не са инсталирани в производствено превозно средство от който и да е от големи автомобилни производители, които предлагат електромобили.
Независимо от това, шумът около твърдотелните батерии се увеличава, защото промените, които обещават, са наистина революционни. Твърдите батерии съдържат твърд електролит, докато традиционните литиево-йонни батерии използват течен електролит за подпомагане на движението на йони между положителните и отрицателните електроди на батерия.
Тази основна разлика е катализаторът за много предимства, на които полупроводниковите батерии се радват пред конвенционалните батерии. Твърдотелните батерии също така обещават превъзходна енергийна плътност в сравнение с литиево-йонните, които за лаиците означава, че можете да получите по-голям обхват от твърда батерия със същия размер като литиево-йонната.
Допълнителната плътност на мощността също намалява теглото, защото можете да опаковате по-малка и по-лека батерия в превозно средство и тази батерия ще ви осигури същата производителност като по-тежка литиево-йонна батерия. Друго нещо, което трябва да имате предвид, са предимствата на опаковката. Твърдите батерии заемат по-малко място, което позволява на производителите да ги опаковат по-ефективно, особено полезно за мощни електромобили, които искат да намалят центъра на масата на автомобила.
Как работят твърдотелните батерии?
Е, от гледна точка на това, че са батерия, те всъщност са доста подобни на литиево-йонните батерии. Те създават електричество чрез движението на йони между катода и анода (или електродите), създавайки електрически поток, който може да бъде пренасочен за захранване на електрическия мотор на превозното средство. Ако йони текат от положителния електрод (катод) към отрицателния (анод), батерията се зарежда. Ако е обратното, батерията освобождава енергия.
В традиционните литиево-йонни батерии анодът и катодът са сандвич със среден разделителен слой, който предотвратява смесването на електролитите от двата електрода. Но в твърдотелните батерии разделителят не присъства, защото електролитът всъщност е твърд, което обещава по-леки батерии и по-добра опаковка. Йоните все още се движат през твърдия електролит, но по-голямата плътност на твърдия електролит е това, което осигурява по-голяма енергийна плътност.
Друго предимство на твърдия електролит е по-малко рискове за безопасността, тъй като няма течност, която да се разлее случайно пробити при злополука, намалявайки риска от потенциални пожари от евентуално запалими електролит.
Батериите в твърдо състояние могат потенциално да имат по-голяма енергийна плътност от обикновените литиево-йонни батерии, което може да се дължи на няколко причини. Според MIT Новини, една от основните причини за по-голямата енергийна плътност на твърдотелните батерии идва от факта, че тези батерии имат електрод, направен от чист литиев метал.
Потенциалните печалби в енергийната плътност, които полупроводниковите батерии осигуряват, идват от факта, че те позволяват използването на чисти метален литий като един от електродите, който е много по-лек от използваните в момента електроди, направени от влят с литий графит.
И катодът, и електролитът са твърди в твърдотелна батерия, което е друг пробив което позволява на тези батерии да обещават такава невероятна производителност в сравнение с конвенционалните предложения.
Има ли някакви недостатъци на твърдотелните батерии?
Твърдите батерии звучат перфектно, но, разбира се, не са. Има някои неща, които трябва да имате предвид, когато обсъждате твърдотелни батерии, и е разумно да знаете къде се намира технологията в момента.
Отделянето на потенциала на технологията от мястото, където се намира в сегашното си състояние е от изключителна важност. Изследванията на твърдотелни батерии продължават и технологията очевидно не е толкова напреднала като литиево-йонните батерии, поради което те не са налични във вашата Tesla, Chevy Bolt или други.
Един от основните проблеми, които трябва да бъдат преодолени, е движението на йони през твърдия сепаратор. Според Flash батерия, сепараторът на твърдотелната батерия трябва да работи при висока температура, за да работи ефективно.
Йоните са материя, атоми и следователно има смисъл те да се движат по-лесно в течност, докато твърдото вещество (керамичен сепаратор) трябва да има специален състав, за да може да позволи на йоните да се движат свободно.
Вече има високопроизводителни сепаратори в този смисъл, но само при високи температури, защото твърдите електроди стават само добри проводници при температури над 50 градуса. Това ограничение означава, че технологията в твърдо състояние все още почти не се използва в реални превозни средства, тъй като не можем да приемем, че батерията винаги е гореща
Очевидно никоя технология не е перфектна от самото начало и изследванията продължават в областта на твърдотелните батерии. Съществуват и други недостатъци, но се отделят много ресурси за намиране на решения на тези проблеми.
Технологията за твърдотелни батерии получава огромна подкрепа от автомобилната индустрия и тези инвестиции ще ускорят готовността за производство на тези батерии. EV гамата на VW определено ще се възползват от тези възможни пробиви в технологиите за батерии.
Очаквайте скоро да видите твърдотелни батерии
Производителите на електромобили залагат на технологията за твърдотелни батерии, а автомобилните гиганти отделят средства за изследването и разработването на технология за твърдотелни батерии само ще помогне за ускоряване на времето, необходимо за достигането им пазар.
Твърдотелните батерии предлагат твърде много предимства в сравнение с традиционните литиево-йонни батерии, за да бъдат игнорирани. Очаквайте още много пробиви в технологията на твърдотелните батерии през следващите години и огромен натиск за постигане на търговска жизнеспособност на тези батерии за използване в електромобили.