Твердовые батареи: преимущества, недостатки и рыночные тенденции

Что такое твердотельный аккумулятор?

Твердофа-аккумулятор-это расширенная технология батареи, отличающуюся благодаря использованию твердых электролитов вместо жидких электролитов и сепараторов, найденных в традиционных литий-ионных батареях. Традиционные литий-ионные батареи состоят из катодных и анодных материалов, жидких электролитов и сепараторов. Твердый электролит в твердотельных батареях предлагает более безопасную альтернативу жидким электролитам.

Преимущества и недостатки твердотельных батарей

Преимущества

Высокая безопасность : твердотельные батареи по своей природе безопаснее из-за использования твердых электролитов. Они эффективно предотвращают образование дендритов лития, снижая риск сжигания и взрыва, а также устраняют побочные реакции при высоких температурах.

Высокая плотность энергии : твердотельные батареи позволяют использовать металлический литий в качестве анодного материала, значительно увеличивая плотность энергии. Несмотря на то, что жидкие электролитные батареи сталкиваются с жидкими электролитными батареями, твердые батареи могут достигать плотности энергии 300-400 Вт/кг.

Длинный цикл срока службы : твердый электролит решает проблемы, связанные с твердоэлектролитным межфазным образованием и дендритами лития, наблюдаемыми в жидких электролитах, тем самым значительно увеличивая срок службы цикла, при этом потенциальные продолжительность жизни достигают 45 000 циклов.

Недостатки

Высокое межфазное сопротивление : слабый контакт между твердыми электролитами и электродными материалами приводит к низкой ионной проводимости, что приводит к высокой межфазной сопротивлении.

Высокая стоимость : в настоящее время стоимость производства твердотельных батарей является относительно высокой, что препятствует широко распространенному коммерческому усыновлению.

Рыночный ландшафт для твердых батарей

Глобальные тенденции развития

Правительства по всему миру активно поддерживают разработку электромобилей и устанавливают четкие цели и технические планы для разработки твердой батареи. К 2025 году ожидаются значительные достижения в плотности энергии при переходе в сторону твердотельных батарей.

Китай : такие компании, как Catl и Prologium Technology, находятся на пилотном этапе для полусмысленных батарей, а массовое производство ожидается до 2025 года.

Япония и Южная Корея : Toyota стремится выпустить электромобили, оснащенные твердыми батареями к 2022 году. Японские компании лидируют в сфере технологии сплошной батареи.

Европа и Соединенные Штаты : крупные западные автопроизводители инвестируют в твердотельные запуска батареи, такие как SolidPower и QuantumScape, чтобы закрепиться в этой области.

Будущий перспективы

По мере того, как технология созревает и уменьшается, ожидается, что твердотельные батареи достигнут коммерческого массового производства к 2025 году. В течение следующих нескольких лет содержание жидких электролитов будет постепенно снижаться, при этом полностью твердотельные батареи станут отраслевым стандартом.

Заключение

Твердовые батареи обеспечивают превосходную безопасность, высокую плотность энергии и длительный срок службы цикла, позиционируя их в качестве ключевого компонента в будущих электромобилях и системах хранения энергии. Тем не менее, проблемы, связанные с высокими затратами и техническими препятствиями, остаются. Благодаря глобальному сотрудничеству и исследованиям твердотельные батареи приближаются к коммерческому применению, представляя новые возможности и проблемы в секторе возобновляемой энергии.