Worden keramische vaste-stofbatterijen de nummer 1 hotspot in de toekomstige batterijtechnologie?

Solide batterijtechnologie is veelbelovend op het gebied van energieopslag. De bedrijven die vaste-toestandbatterijen produceren technologie als de toekomst van auto's over het hoofd zien. Keramische vaste-stofbatterijen Staan bekend om hun snelle oplaadbaarheid en stabiliteit. Ze bieden effectieve energieopslag en een langere levensduur en kunnen een alternatief zijn voor lithiumbatterijen.

Wat is solid state batterijtechnologie?

Vaste-toestandbatterij Simpel gezegd gebruikt een vaste elektrolyt om elektronen tussen kathode en anode te geleiden. De anode bestaat uit lithiummetaal of een equivalent. De kathode is voornamelijk een composietmateriaal. De elektrolyt kan keramisch, polymeer of glas zijn.

Technologie en voordelen van vaste-toestandbatterijen

De voordelen van de solid-state batterij omvatten het volgende:

• Superieure energiedichtheid
• Grotere thermische stabiliteit
• Compact en lichtgewicht
• Vermijden van brandgevaar door niet-ontvlambare elektrolytsamenstelling
• Aanpassingsvermogen – Geschikt voor extreem warme en koude omgevingsomstandigheden
• Geen lekkage
• Het vaste materiaal verhindert dat reacties in de gehele opstelling uit de hand lopen.

Vaste-toestandbatterijen versus lithiumionbatterijen

De onderstaande tabel geeft een goed beeld van de solid-state batterij versus lithiumbatterij.

Keramische batterijtechnologie

Keramiek staan vaak bekend om hun hoge smeltpunt en duurzaamheid.  Keramische elektrolyten zijn een veelbelovend alternatief voor vloeibare elektrolyten. Ze lekken niet en zijn thermisch stabiel. Echter, Keramiek veroorzaken minder ionenmigratie.

Keramische batterij Zijn in principe iongeleidende keramische materialen die elektrolyten vervangen. Ze staan ook bekend onder de naam solid-state batterijen die een hogere energiedichtheid bieden. Ionen zoals O-, Li+ en vergelijkbare materialen blijken succesvol te migreren op keramische elektrolyten. Deze belangrijke eigenschap wordt door onderzoekers intensief onderzocht om... Keramische batterijen.

Lithium-keramische batterij

Lithium-keramische batterij is een beter alternatief voor de conventionele ionenbatterij die gebruikmaakt van vloeibare of gel-elektrolyten. De technologie kan worden ingezet in gevallen waar veiligheid voorop staat.  Lithium-keramische batterijen Gebruik keramische elektrolyten. De meest gebruikte elektrolyten zijn zwavelverbindingen of keramisch materiaal met een granaat van lithium.

Het mechanisme van ionenoverdracht of -reactie is vergelijkbaar met dat van lithium-ionbatterijen. In tegenstelling tot lithium-ionbatterijen, Lithium-keramische batterij De reactie vindt plaats in een vast medium. Deze eigenschap helpt de effecten van lekkage van vloeibare elektrolyt te vertragen en biedt een betere thermische stabiliteit.

EV-batterijtechnologie

De opkomende markt voor elektrische voertuigen heeft de groei van bedrijven die solid-state batterijen produceren met meer dan 90 %-batterijen laten zien. Elektrische voertuigen zijn oplaadbare batterijen die bedoeld zijn om elektrische voertuigen van stroom te voorzien. Het zijn over het algemeen lithium-ionbatterijen met een hoge energiedichtheid. De strenge emissienormen hebben elektrische voertuigen tot de toekomst van de auto-industrie gemaakt.

EV-batterij De huidige generatie heeft een lagere specifieke energie. Dit vermindert het prestatiebereik en verhoogt het brandstofgewicht in de auto. Volgende generatie EV-batterij richt zich op het ontwerpen van batterijen voor een grotere elektrische actieradius en kan mogelijk twee keer zoveel energie opslaan als in lithium-batterijen.

Vaste-toestand batterij EV

De moderne tijd heeft verschillende ontwikkelingen in de technologie van vaste-toestandbatterijen gekend. Enkele opmerkelijke nieuws over vaste-toestandbatterijen wordt hieronder behandeld

Toyota-batterijdoorbraak

Toyota solid state batterij wordt al jaren besproken. De laatste tijd worden de nieuwsberichten overspoeld met informatie over Toyota 900 mijl accuZoals aangekondigd, de Toyota's nieuwe batterijtechnologie zal de productie in 2026 opvoeren.

De Toyota solid state batterij auto Volgens de woordvoerder zou de actieradius 900 mijl moeten zijn. Het opladen van de accu duurt 10 minuten. Toyota ev-batterij zal naar verwachting in 2027 op de markt verschijnen. De energiedichtheid volgens de bronnen zal 400 Wh/kg bedragen.

 Samsung solid state EV-batterij

De nieuwe batterijtechnologie van Samsung belooft een energiedichtheid van 500 Wh/kg. De oplaadtijd van Samsung zilveren solid state batterij duurt ongeveer 9 minuten. Samsung is er duidelijk over dat de proefopstelling volledig operationeel is. De massaproductie van Samsung solid state batterijen zal naar verwachting in 2027 van start gaan.

Samsungs solid state batterij Gebruikt een apart anode- en kathodemateriaal. De anode is een zilverkleurige koolstoflaag en de kathode bevat nikkel, kobalt en mangaan. Aluminium fungeert als collector en een materiaal met een hoog zwavelgehalte wordt gebruikt als elektrolyt in de opstelling.

China Solid-batterij

Chinese vaste batterijen Ook keramisch onderzoek is in opkomst. Li Pure Energy heeft een productielijn voor de volgende generatie EV-accu's met een laadvermogen van 2 Lac. Andere vooraanstaande giganten in de branche zijn Amperex en Chery, die hun doorbraak in 2027 verwachten.

Quantumscape Solid Battery

Quantumscape is een pionier in Lithium-keramische batterijHet nieuwe product Cobra voorkomt de brandbaarheidsproblemen die in de elektrolytische opstelling voorkomen. Het prototype biedt 80 %-laadbeurten binnen 15 minuten.

Volgens analisten is de QS-aandelen Verwacht dit jaar een omzet van 5 miljoen, een verdubbeling volgend jaar. De aandelen van Q zouden echter ook met een daling van 500 miljoen kunnen worden geconfronteerd.

Hoeveel kost een solid-state batterij?

Het is algemeen bekend dat lithium-ionbatterijen goedkoop zijn. De prijs ligt over het algemeen rond de 150 tot 200 $/kWh. Aan de andere kant, in 2026, kosten van vaste-toestandbatterijen ongeveer 400 – 800 $/kWh. De hoge kosten van solid-state batterijen zijn de reden dat ze minder vaak worden gedistribueerd door de bedrijven die vaste-toestandbatterijen produceren

Conclusie

Keramisch gebaseerd Vaste-toestandbatterijtechnologie is de technologie van de volgende generatie. Wereldleiders hebben er hun oog op laten vallen vanwege de voordelen die het biedt. De commerciële opschaling vormt momenteel echter een duidelijke tegenslag. Verwacht wordt dat het lopende onderzoek en de ontwikkeling in de nabije toekomst vruchtbare resultaten zullen opleveren voor keramische batterijen.