مدونة

محتوى السيراميك التقني ذو قيمة بالنسبة لك!

Will ceramic solid-state batteries become the No. 1 hot spot in future battery technology

تاريخ النشر: 2025-01-09 10:59:07

تقنية البطارية الصلبة is promising in the field of energy storage. The solid-state battery companies overlook the technology as the future of automobiles. Ceramic solid-state batteries are known for their fastest recharging and stability. It offers effective energy storage and longer lifespan and can be an alternative for lithium batteries.


ما هي تكنولوجيا البطاريات ذات الحالة الصلبة؟

بطارية الحالة الصلبة in simple terms uses a solid electrolyte to conduct electrons between cathode and anode. The anode constitutes lithium metal or equivalent. The cathode is majorly a composite material. The electrolyte can either be a ceramic, polymer or a glass material.


Solid state battery technology and benefits

The solid-state battery benefits تشمل ما يلي:

  • كثافة طاقة فائقة
  • استقرار حراري أكبر
  • صغير الحجم وخفيف الوزن
  • تجنب خطر الحريق بسبب تركيبة الإلكتروليت غير القابلة للاشتعال
  • القدرة على التكيف - مناسبة للظروف البيئية الحارة والباردة الشديدة
  • لا يوجد تسرب
  • The solid material restricts runaway reactions in the entire set up.

بطاريات الحالة الصلبة مقابل بطاريات أيون الليثيوم

The below table gives a fair idea of solid-state battery vs lithium

بطارية الحالة الصلبة

Lithium-Ion battery

تعبير

  • يستخدم الصلبة أو إلكتروليت سيراميكي لتوصيل الإلكترونات
  • يستخدم السائل الكهربائي لتوصيل الإلكترونات

كثافة الطاقة

  • كثافة الطاقة ضعف كثافة أيون الليثيوم
  • كثافة طاقة أقل

وزن

  • خفيف الوزن
  • ثقيل نسبيا

متانة

  • عمر أطول
  • دورات شحن أقل

استقرار

  • يوفر استقرارًا حراريًا أعلى
  • مشاكل ارتفاع درجة الحرارة أو خطر الحريق

سرعة الشحن

  • معتدل
  • شحن فائق السرعة

التوفر

  • مقياس المختبر
  • مستخدمة على نطاق واسع


تكنولوجيا البطاريات السيراميكية

السيراميك غالبًا ما تكون معروفة بنقطة انصهارها العالية ومتانتها.  Ceramic electrolytes are promising alternative for liquid electrolytes. They offer no leakage and are thermally stable. However, السيراميك تشكل هجرة أيونية أقل.

بطارية سيراميكية are basically Ion conductive ceramics replacing electrolytes. They are also known in the name of solid-state batteries that offer higher energy density.  Ions such as O-, Li+ and equivalent has been identified to be successfully migrating on ceramic electrolytes. This Key property is intensively focused by researchers to develop بطاريات السيراميك.


بطارية ليثيوم سيراميك

بطارية ليثيوم سيراميك is a better alternative to the conventional ion Battery that uses liquid or gel electrolytes.  The technology can be deployed in cases where safety is a prime concern.  بطاريات الليثيوم السيراميكية use ceramic electrolytes.  The most used electrolytes are sulphur compounds or ceramic material with a garnet made of lithium.

The mechanism of transfer of ions or reaction is like that of lithium-ion batteries. Unlike lithium-ion battery, in بطارية ليثيوم سيراميك يحدث التفاعل في وسط صلب. تساعد هذه الخاصية تحديدًا على إبطاء آثار تسرب الإلكتروليت السائل، وتوفير استقرار حراري أفضل.


EV battery Technology

The emerging EV market has marked the growth of solid-state battery companies over 90 %. EV batteries are rechargeable that aims to provide power to electric vehicles. Generally, they are lithium-ion batteries with high energy density. The stringent emission controls have made EV’s the future of automobiles.

EV battery of today has lesser specific energy. This very reason lessens the performance range and increases the weight of fuel filled in the car. However, Next generation EV battery focuses on designing batteries for larger electric range potentially storing twice of the energy available in lithium batteries.


Solid state Battery EV

Modern era has witnessed several advancements in solid state battery technology. Some remarkable solid state battery news is covered below

Toyota battery Breakthrough

بطارية الحالة الصلبة من تويوتا has been in discussion since years. Off late the news reports were flooded with the information of Toyota 900 miles battery. As announced, the Toyota new battery tech is set to gear up its production in 2026.

ال Toyota solid state battery car صُممت السيارة لتوفير مدى يصل إلى 900 ميل، وفقًا للمتحدث الرسمي. صُممت بطارية السيارة لشحنها لمدة 10 دقائق. Toyota ev battery ومن المتوقع أن يتم طرحه في السوق في عام 2027. وستكون كثافة الطاقة حسب المصادر 400 واط/كجم.

 بطارية الحالة الصلبة للسيارات الكهربائية من سامسونج

Samsung’s new battery technology promises an energy density of 500wh/Kg. The charging time of Samsung silver solid state battery is approximately 9 minutes. Samsung is vocal about the pilot set up being fully operational. The mass production of Samsung solid state batteries is set to start in the year 2027.

Samsungs solid state battery uses distinct anode and cathode material. The anode is a silver carbon layer and the cathode has nickel , cobalt  and manganese in it. Aluminium acts as the collector and  a high sulphur material is used as the electrolyre in the set up .

بطارية صلبة صينية

 

China solid batteries are also on rise with advancing ceramic research. Li Pure Energy holds a production line of next gen ev battery with a charging potential of 2 Lac scooters. Other eminent giants in the field are Amperex and Chery, webbing its breakthrough for the year 2027.

بطارية صلبة من Quantumscape

Quantumscape هي شركة رائدة في بطارية ليثيوم سيراميك. The new product Cobra keeps away the flammability issues existing in the electrolytic set up. The prototype offers 80 % of charging within 15 minutes.

As per the analysts, the سهم كيو إس this year expects a revenue of 5 million doubling the next year. However, Qs stock also might face a downfall of 500 million.


كم تكلفة بطارية الحالة الصلبة؟

It is very well known that Lithium-ion batteries are cheap.  It is generally around 150 to 200 $/Kwh. On the other hand, In 2026, the solid-state battery costs around 400 – 800 $/Kwh. The high cost of solid-state batteries is the reason of its fewer distribution by the solid-state battery companies


خاتمة

مصنوع من السيراميك تقنية بطاريات الحالة الصلبة is the next generation technology.   It has been eyed by Global leaders due to the benefits it offers. However, currently the commercial scaling is a definite set back. The ongoing R&D is expected to give fruitful outcomes in ceramic battery in the nearing future.

خلف