Технология твердотельных аккумуляторов является перспективным в области хранения энергии. компании по производству твердотельных аккумуляторов упускают из виду технологию как будущее автомобилей. Керамические твердотельные батареи Известны своей быстрой зарядкой и стабильностью. Они обеспечивают эффективное накопление энергии и длительный срок службы и могут стать альтернативой литиевым аккумуляторам.
Что такое технология твердотельных аккумуляторов?
Твердотельная батарея Проще говоря, для переноса электронов между катодом и анодом используется твёрдый электролит. Анод изготовлен из металлического лития или его эквивалента. Катод, как правило, выполнен из композитного материала. Электролит может быть керамическим, полимерным или стеклянным.
Технология твердотельных аккумуляторов и ее преимущества
Преимущества твердотельной батареи включают в себя следующее:
- Превосходная плотность энергии
- Повышенная термическая стабильность
- Компактный и легкий
- Предотвращение опасности возгорания благодаря негорючему составу электролита
- Адаптивность – подходит для экстремально жарких и холодных условий окружающей среды.
- Нет утечки
- Твердый материал ограничивает неконтролируемые реакции во всей установке.
Твердотельные аккумуляторы против литий-ионных
Таблица ниже дает четкое представление о твердотельных и литиевых аккумуляторах.
|
|
Твердотельная батарея |
Литий-ионный аккумулятор |
|
Состав |
|
|
|
Плотность энергии |
|
|
|
Масса |
|
|
|
Прочность |
|
|
|
Стабильность |
|
|
|
Скорость зарядки |
|
|
|
Доступность |
|
|
Технология керамических аккумуляторов
Керамика часто известны своей высокой температурой плавления и долговечностью. Керамические электролиты являются перспективной альтернативой жидким электролитам. Они не дают утечек и термически стабильны. Однако Керамика вызывают меньшую миграцию ионов.
Керамическая батарея По сути, это ионопроводящая керамика, заменяющая электролиты. Они также известны как твердотельные аккумуляторы, обеспечивающие более высокую плотность энергии. Было обнаружено, что ионы, такие как O-, Li+ и аналогичные, успешно мигрируют по керамическим электролитам. Это ключевое свойство активно изучается исследователями при разработке Керамические батареи.
Литий-керамическая батарея
Литий-керамическая батарея Является лучшей альтернативой традиционным ионным аккумуляторам с жидкими или гелевыми электролитами. Эта технология может применяться в случаях, когда безопасность имеет первостепенное значение. Литий-керамические батареи Используют керамические электролиты. Наиболее часто используемыми электролитами являются соединения серы или керамический материал с гранатом на основе лития.
Механизм переноса ионов или реакции аналогичен механизму литий-ионных аккумуляторов. В отличие от литий-ионных аккумуляторов, в Литий-керамическая батарея Реакция протекает в твёрдой среде. Это свойство помогает замедлить эффект утечки жидкого электролита и обеспечить лучшую термическую стабильность.
Технология аккумуляторов электромобилей
Развивающийся рынок электромобилей ознаменовался ростом числа компаний, производящих твердотельные аккумуляторы, более чем на 90% (%). Аккумуляторы для электромобилей — это перезаряжаемые аккумуляторы, предназначенные для питания электромобилей. Как правило, это литий-ионные аккумуляторы с высокой плотностью энергии. Строгие меры по контролю выбросов сделали электромобили будущим автомобилестроения.
аккумулятор электромобиля Современный двигатель имеет меньшую удельную энергию. Именно по этой причине уменьшается запас хода и увеличивается вес топлива, заправленного в автомобиль. Однако Аккумулятор электромобиля следующего поколения фокусируется на разработке аккумуляторов с увеличенным запасом хода на электротяге, потенциально способных хранить в два раза больше энергии, чем литиевые аккумуляторы.
Твердотельный аккумулятор для электромобиля
В наше время произошло несколько значимых достижений в технологии твердотельных аккумуляторов. новости о твердотельных батареях рассматривается ниже
Прорыв в аккумуляторах Toyota
Твердотельный аккумулятор Toyota обсуждалось годами. В последнее время новости были переполнены информацией о Аккумулятор Toyota на 900 миль. Как было объявлено, Новая технология аккумуляторов Toyota планирует увеличить объемы производства в 2026 году.
The Автомобиль Toyota с твердотельным аккумулятором По словам представителя, запас хода составит 900 миль. Зарядка аккумулятора рассчитана на 10 минут. Аккумулятор Toyota EV Ожидается, что он поступит на рынок в 2027 году. Плотность энергии, по данным источников, составит 400 Вт·ч/кг.
Твердотельный аккумулятор Samsung для электромобилей
Новая технология аккумуляторов Samsung обещает плотность энергии 500 Вт·ч/кг. Время зарядки Твердотельный аккумулятор Samsung Silver Время работы составляет около 9 минут. Samsung заявляет о полной работоспособности пилотной установки. Массовое производство твердотельных аккумуляторов Samsung запланировано на 2027 год.
Твердотельный аккумулятор Samsung В установке используются различные материалы анода и катода. Анод представляет собой слой серебра и углерода, а катод содержит никель, кобальт и марганец. В качестве коллектора используется алюминий, а в качестве электролизы – материал с высоким содержанием серы.
Китайская твердая батарея
Китайские твердотельные батареи Также наблюдается рост благодаря развитию исследований в области керамики. Li Pure Energy располагает производственной линией аккумуляторов нового поколения для электромобилей с потенциалом зарядки скутеров 2Lac. Другими крупными гигантами в этой области являются Amperex и Chery, которые возлагают на компанию большие надежды на 2027 год.
Твердотельный аккумулятор Quantumscape
Quantumscape является пионером в области Литий-керамическая батареяНовый продукт Cobra устраняет проблемы возгорания, характерные для электролитической системы. Прототип обеспечивает зарядку 80 % в течение 15 минут.
По мнению аналитиков, акции QS В этом году ожидается выручка в размере 5 миллионов долларов, которая в следующем году удвоится. Однако акции Q тоже могут упасть на 500 миллионов долларов.
Сколько стоит твердотельный аккумулятор?
Хорошо известно, что литий-ионные аккумуляторы дешевы. Обычно цена составляет около 150–200 $/кВт·ч. С другой стороны, в 2026 году стоимость твердотельных аккумуляторов около 400–800 $/кВт·ч. Высокая стоимость твердотельных аккумуляторов является причиной их меньшего распространения компании по производству твердотельных аккумуляторов
Заключение
На керамической основе Технология твердотельных аккумуляторов Это технология нового поколения. Мировые лидеры уже обратили на неё внимание благодаря своим преимуществам. Однако в настоящее время её коммерческое масштабирование определённо затруднено. Ожидается, что продолжающиеся НИОКР дадут плодотворные результаты в области керамических аккумуляторов в ближайшем будущем.