Твердотельная батарея против. Литий-ионный

Литий-ионные аккумуляторы питают все: от автомобиля до мобильных телефонов. Однако похоже, что твердотельные батареи скоро их заменят. Пришел конец литий-ионным батареям?

Твердотельные батареи, то есть батареи, в которых для переноса ионов через ядро используются твердые тела, а не жидкости, привлекают миллиарды долларов инвестиций.

Кроме того, натрий дешевле лития, что позволило бы разработать более доступные устройства хранения энергии, от небольших портативных электронных устройств до солнечных и ветряных ферм. С другой стороны, твердотельные батареи не загораются, что может случиться с литиевыми батареями.

Подзаголовок: Материалы твердотельной батареи:

Литий-ионный аккумулятор состоит из двух металлических (или композитных) электродов, катода и другого анода, погруженных в проводящую жидкость (электролит). Набор - это то, что называется ячейкой. А комбинация нескольких ячеек образует батарею.

Основное различие между твердотельным аккумулятором и литий-ионным аккумулятором заключается в электролите. В первом случае это жидкость, а во втором - твердый материал, не воспламеняющийся.

Подзаголовок 2: Технология литий-ионных аккумуляторов:

Литий-ионные батареи изменили основы мировой инфраструктуры. От производства энергии до распределения электроэнергии, перевозки людей и товаров, работы компьютерных устройств и даже Интернета.

Сценарий, который был проанализирован во время вышеупомянутого Конгресса, где главными действующими лицами мероприятия были последние инновации в области батарей - натриевые, без кобальта и даже твердотельные батареи. Кроме того, многие исследователи подчеркнули, что литиевые батареи сегодня более успешны с точки зрения мощности и низкой стоимости по сравнению с другими потенциальными конкурентами.

Царство лития более чем оправдано по нескольким причинам. Во-первых, разработка литиевых батарей не перестает развиваться, так что она улучшается на 5-10% ежегодно с точки зрения плотности энергии. Как будто этого было недостаточно, литий-ионные батареи становятся все более конкурентоспособными с экономической точки зрения по сравнению с другими предложениями. Становится дешевле производить эти батареи, применение которых расширяется, включая стационарные хранилища любого масштаба и их распространение в области авиации.

Потенциал в этой области очень интересен, так как он позволит предлагать более короткие полеты (один или два часа), быстрее, но менее шумно и с меньшим воздействием на окружающую среду - полеты с меньшими выбросами CO2 при меньших затратах, чем нынешние. Что касается дальнемагистральных рейсов, то в долгосрочной перспективе ожидается переход на электрическую мобильность.

Подзаголовок: Сравнение твердотельных и литий-ионных аккумуляторов:

Литий-ионная батарея против. Твердотельный аккумулятор:

Литий-ионные батареи имеют два твердых металлических электрода с жидкой литиевой солью, которая действует как электролит. Ионные частицы перемещаются между электродами от одного к другому, пока аккумулятор заряжен. Когда он разряжается, он движется в обратном направлении, и электролит является средой, которая позволяет это движение. Когда мы видим, что батарея корродировала или «взорвалась» с кислотой снаружи, это жидкий электролит.

Хотя у твердотельной батареи есть положительный и отрицательный электроды, которые являются металлическими частями, большая разница в том, что электролит также представляет собой металлическую деталь, сплав или какой-либо синтетический материал. Таким образом, он не перемещается, отсюда и название твердотельный, как SSD, который использует флэш-память, а не диск в движении.

Хотя в идее твердотельной батареи нет ничего нового, сейчас она начинается с того момента, когда компаниям, производящим электронику, и даже автомобилям нужна батарея, которая выходит за пределы ограничений по ионам лития.

Преимущества твердотельных батарей:

Короче говоря, эти батареи имеют более длительную зарядку, более быстрое время зарядки и более безопасны. Эти батареи более плоские, но они могут сохранять такое же количество энергии, как и большая батарея.

То есть, если мы заменим текущую литий-ионную батарею одного из наших устройств на твердотельную батарею того же размера, мы увеличим срок службы батареи. Но, кроме того, они намного безопаснее, потому что они не горючие, не разливают токсичные жидкости и не выделяют слишком много тепла.

Короче говоря, согласно исследованиям, твердотельный аккумулятор на 500% превосходит литий-ионный. Но это только с точки зрения емкости, с точки зрения времени зарядки было бы в десятую часть времени.

Преимущества твердотельных батарей перед литий-ионными:

Раньше мы упоминали тему увеличения плотности, хотя более подробно об этом пойдет речь в разделе о емкости аккумуляторов. Преимущества заключаются не только в этом, но твердый комплекс для этих батарей нагревается намного меньше, чем текущая жидкость. Так мы получим безопасные батареи.

Это будет означать, что они будут излучать меньше тепла на сам смартфон, который раньше выделял достаточно тепла сам по себе при работе процессора, различных микросхем, вставленных в его плату и, прежде всего, экрана. Благодаря меньшему количеству тепла, выделяемого самой батареей, новые твердые литиевые батареи позволят телефону работать более профессионально. Но давайте посмотрим на преимущества по порядку.

Когда они будут доступны?

Как и в случае с любой другой технологией, которая находится в стадии разработки на рынке, трудно предсказать, когда это произойдет. Однако многие корпорации инвестируют в исследования и разработки, чтобы продать эту технологию. Но ожидается, что к 2023 году он будет доступен на некоторых автомобилях.

Подзаголовок 4: Последние разработки в области аккумуляторных технологий:

Будущее аккумуляторов зависит от развития технологий, которые с каждым разом становятся все более эффективными и конкурентоспособными с учетом окружающей среды. Батареи мобильных терминалов (смартфонов, планшетов, ноутбуков и т. Д.) Раздвигают границы литий-ионной технологии до более высокой скорости и высокой плотности энергии, например, ZenFone 4 Max с емкостью 5000 мАч. По сравнению с другими методами хранения энергии для последующего потребления, такими как сжигание (бензин, дизельное топливо, биодизель, этанол, СПГ, синтез-газ) или химические батареи (свинцово-кислотные, никель-железные ...), литий-ионный аккумулятор имеет пониженная плотность энергии.

Благодаря этому рынку, а также растущей потребности в установках возобновляемой энергии и мобильности без выбросов, батареи незаметно вносят свой вклад в технологическую революцию, которая, несомненно, изменит способ общения, перемещения и использования энергии.