Kas yra kietojo kūno ličio baterija?

Jūsų telefone, kompiuteryje ir jūsų viduje yra skysčio elektromobilis (EV). Taip yra todėl, kad naudojama beveik visa įkraunama elektronika ličio jonų baterijos, kurios priklauso nuo skystų elektrolitų.

Bet tai netrukus pasikeis.

„Nors kietojo kūno ličio baterijos buvo sukurtos daugiau nei prieš 30 metų, jų komercinis naudojimas tik auga dėka naujų medžiagų, kurios daro juos komerciškai perspektyvius“, – sako Vince'as Caito, produkto viceprezidentas plėtra Yoshino Power. „Kietos būsenos ypač patenka į antraštes, nes automobilių gamintojai juos kuria naujos kartos elektromobiliams.

Kas yra kietojo kūno ličio baterija?

Paprasčiau tariant, kietojo kūno ličio akumuliatoriuje naudojamas kietas elektrolitas, o ne skystas.

„Visos baterijos turi tris pagrindinius komponentus: anodą, katodą ir elektrolitą“, – sako Gabrielis Adamsas, Arizonos valstijos universiteto studentas, tyrinėjantis naująją technologiją. Rolstono laboratorija.

„Plačiai populiariose ne kietojo kūno ličio baterijose, randamose visur – nuo ​​plataus vartojimo elektronikos iki lėktuvuose elektrolitas yra skystis, palengvinantis ličio jonų perdavimą tarp anodo ir katodas. Kietojo kūno ličio akumuliatoriuje elektrolitas yra kieta medžiaga.

Yra keletas kietojo kūno ličio baterijų technologijų. Kai kurie naudoja polimerus, kad praleidžia ličio jonus, o kiti naudoja sulfidus arba oksidus (keramiką).

Kietojo kūno ličio baterijų pranašumai

Didesnis saugumas yra vienas iš pagrindinių privalumų, nes elektrolitai negali nutekėti.

„Skysti elektrolitai yra degūs, todėl matote baterijų gaisrai naujienose“, – sako Ericas D. Wachsman, Ph. D., direktorius Merilendo energetikos inovacijų institutas.

„Mes galime tai daryti ir jau seniai tai darome, tačiau tarp saugos yra tam tikrų esminių kompromisų. ir veikimas naudojant skystus elektrolitus ir keraminius kietus elektrolitus išvengia šio kompromiso, nes kieta medžiaga yra nedegus."

Kitas privalumas: didesnis energijos tankis, todėl baterija yra kompaktiškesnė ir lengvesnė. Su elektromobiliais tai buvo reklamuojama kaip „Šventasis Gralis“, nes leidžia automobiliams nuvažiuoti toliau įkraunant ir įkrauti greičiau.

Anot Adamso, technikos specialistams štai kodėl: „Kietos medžiagos yra tankesnės nei skysčiai, o kietojo kūno akumuliatoriai nereikalauja separatoriaus tarp anodo ir katodo. Jie taip pat turi geresnį terminį stabilumą, nes kietosios medžiagos yra glaudžiau surištos atominiu lygiu, todėl kietojo kūno baterijos gali geriau atlaikyti aukštesnę temperatūrą.

Kietojo kūno ličio baterijų trūkumai

Didžiausias trūkumas yra kaina dėl pažangių medžiagų, technologijų ir gamybos sudėtingumo. Tačiau kai šios baterijos tampa vis dažnesnės, išlaidos greičiausiai sumažės.

Kur naudojamos kietojo kūno baterijos?

Šiuo metu jie nėra plačiai prieinami vartotojams, tačiau tai pradeda keistis. Yoshino Power ką tik išleido kai kuriuos pirmuosius kietojo kūno ličio produktus: nešiojamos elektrinės įvairių dydžių, skirtų namų atsarginė kopija, elektrinių įrankių veikimas ir stovyklavimas. Tikimasi, kad per ateinančius kelerius metus ši technologija pradės šturmuoti elektromobilių rinką.

„Kietojo kūno baterijos yra ateities kelias“, - sako Adamsas. „Nauji elektromobilių gamintojai daug investuoja į savo plėtrą, o įmonės mėgsta „Toyota“ pareiškė, kad jų naujose elektrinėse transporto priemonėse bus naudojama kietojo kūno akumuliatorių technologija 2027.”

Beveik visi kiti automobilių gamintojai taip pat įsipareigojo siekti šios technologijos.

„Energetikos departamentas daugiausia dėmesio skyrė elektra varomoms transporto priemonėms dėl klimato problemų sprendimo“, – sako Wachsmanas. „Tačiau jis pateks į plataus vartojimo elektroniką. Jis pateks į tinklo saugyklą. Yra neribotas šių baterijų pritaikymų skaičius.

Bet jei svarstote apie elektromobilį ir turite nedidelį biudžetą, nelaukite, kol pasirodys technologija. „Tiesiog imk jį dabar“, - sako Wachsman. „Pradiniai bus brangesni, ir praeis šiek tiek laiko, kol gamybos mastas bus pakankamai didelis, kad vieneto kaina sumažėtų.

Laisvai samdoma rašytoja ir nepriklausomų filmų prodiuserė Karuna Eberl pasakoja apie „pasidaryk pats“ lauką ir gamtą, tyrinėdama laukinę gamtą, ekologišką gyvenimą, keliones ir sodininkystę „Family Handyman“. Ji taip pat rašo FH „Eleven Percent“ skiltį apie dinamiškas moteris statybose. Kai kurie kiti jos titrai apima kovo mėnesio „Readers Digest“, „National Parks“, „National Geographic Channel“ ir „Atlas Obscura“ viršelį. Karuna ir jos vyras taip pat baigia renovuoti apleistą namą beveik vaiduoklių mieste Kolorado kaime. Kai jie nedirba, galite rasti juos žygiuojančius ir keliaujančius atgal, stovyklaujančius savo pačių pakeistame furgone.