Твердотельные аккумуляторы для снижения стоимости аккумуляторов и повышения плотности энергии

• Автор:
• Имя автора

  Квантумран Форсайт
• 24 января 2022

Сводка статистики

Автомобильная промышленность находится на пороге значительных перемен с появлением твердотельных батарей, которые, как ожидается, будут более экономичными и безопасными, чем традиционные литий-ионные батареи. Эти новые батареи, в которых вместо жидкого электролита используется сухой керамический сепаратор, могут повысить производительность и эффективность электромобилей (EV), сделав их более привлекательными и удобными для потребителей. Широкое внедрение электромобилей может иметь далеко идущие последствия, включая создание рабочих мест в новых секторах, более чистый воздух в городских районах и снижение шумового загрязнения.

Контекст твердотельных батарей

Автомобильную промышленность ожидает большой скачок в технологии аккумуляторов: ведущие автопроизводители выпустят твердотельные аккумуляторы уже в 2022 году. Ведущие автопроизводители по всему миру вложили миллионы в разработку твердотельных аккумуляторов, поскольку исследователи считают, что затраты на производство Государственные батареи могут стоить примерно на 40 процентов дешевле, чем традиционные литий-ионные батареи, что приводит к значительной экономии наряду с многочисленными преимуществами в области безопасности.

Современные литий-ионные батареи содержат жидкость, которая действует как электролит, позволяя ионам лития перемещаться между положительным катодом и отрицательным анодом, вырабатывая при этом энергию. Они являются ключевыми компонентами ноутбуков и смартфонов, а также транспортных средств. Но у литий-ионных автомобильных аккумуляторов есть недостатки; время зарядки может быть значительным, они содержат легковоспламеняющееся содержимое, которое может воспламениться при столкновении, и они могут замерзнуть при очень низких температурах.

Исследователи на протяжении многих лет тестировали превосходные материалы для решения этих проблем, и ответом является литий-металлическая батарея. Сухой керамический сепаратор заменяет жидкий электролит и обеспечивает более эффективную передачу энергии по мере прохождения ионов по пути. 

Разрушительное воздействие

Твердотельные аккумуляторы могут значительно повысить производительность и эффективность электромобилей, делая эти автомобили более привлекательными для потребителей. Этот всплеск внедрения может оказать глубокое влияние на автомобильную промышленность, побудив производителей переключить свое внимание на производство электромобилей. Кроме того, сокращение времени зарядки может сделать электромобили более удобными для ежедневного использования.

Использование твердых электролитов, а не легковоспламеняющихся жидких, может снизить риск возгорания аккумуляторов, проблему, которая беспокоит индустрию электромобилей. Эта функция может привести к повышению безопасности электромобилей, спасению жизней и уменьшению материального ущерба. Более того, повышение безопасности может также привести к снижению страховых взносов на электромобили, что сделает их более доступными для потребителей.

Широкое внедрение электромобилей с питанием от твердотельных батарей также может помочь в достижении национальных экологических целей. Поскольку электромобили не производят выбросов из выхлопных газов, их более широкое использование может значительно сократить выбросы парниковых газов. Кроме того, правительства могли бы использовать преимущества твердотельных батарей для стимулирования использования электромобилей, предлагая потребителям и производителям такие стимулы, как налоговые льготы или субсидии.

Последствия твердотельных батарей

Более широкие последствия использования твердотельных батарей могут включать:

• Создание рабочих мест в новых секторах, таких как производство и переработка аккумуляторов, приведет к более диверсификации экономики.
• Повышенная доступность и удобство электромобилей благодаря улучшенным характеристикам твердотельных батарей, что способствует более чистому воздуху в городских районах.
• Разработка новых проектов добычи необходимых материалов, ведущих к экономическому росту в регионах, богатых этими ресурсами.
• Спад в нефтяной промышленности, затрагивающий экономики, сильно зависящие от экспорта нефти, и потенциально ведущий к геополитическим сдвигам.
• Изменения в городском планировании: больше площадей отведено под зарядные станции и меньше — под традиционные заправочные станции.
• Снижение количества несчастных случаев, связанных с возгоранием аккумуляторов, что приводит к снижению затрат на здравоохранение, связанных с такими инцидентами.
• Изменения в схемах передвижения на работу уменьшают заторы на дорогах в городских районах.
• Снижение шумового загрязнения в городских районах способствует улучшению качества жизни.
• Снижение утилизации использованных литий-ионных аккумуляторов, снижение загрязнения окружающей среды и связанных с этим затрат на очистку.

Вопросы для рассмотрения

• Как вы думаете, каковы будут долгосрочные преимущества использования твердотельных аккумуляторов в электромобилях?
• Как вы думаете, сколько времени пройдет, прежде чем все электромобили будут питаться от твердотельных батарей?