Аккумуляторная технология развивается с, казалось бы, неудержимой скоростью.
Кажется, что каждый месяц мы пишем о каких-то новых разработках, способных создать сверхдлинные клетки выносливости. Мы в восторге от возможностей, которые нам дают, например, электромобили. , которые не только жизнеспособны, но и доступны по цене .
Как и эти новые аккумуляторы от немецкого производителя электроники Титан, Bosch . Мало того, что они могут длиться дольше, но они также могут увидеть, как электромобили едут вдвое дальше, при одном заряде .
Добро пожаловать в увлекательный мир твердотельных литий-ионных батарей.
Уникальные преимущества этих батарей
Итак, прежде чем мы углубимся в суть вопроса, вероятно, стоит изучить разницу между жидкими и твердыми электролитическими батареями.
Технология аккумуляторов, с которой вы наиболее знакомы, использует жидкий электролит. Эти батареи можно найти где угодно — от ноутбуков, мобильных телефонов до умных часов. Но они имеют несколько ключевых недостатков.
Батареи с жидким электролитом требуют, чтобы каждый элемент был упакован в плотный герметичный металлический корпус. Они необходимы для безопасности, но уменьшают плотность энергии и добавляют вес и размер.
Они также (относительно) дороги в изготовлении из-за сложного и запутанного производственного процесса, используемого при их изготовлении, и того факта, что в катоде большинства литий-ионных батарей используется оксид кобальта — дорогостоящее и экологически токсичное химическое соединение.
Там также вопрос безопасности. Литий-ионные элементы подвержены взрыву и перегреву при неблагоприятных условиях. Например, если ячейки перегреваются или перегружены, давление внутри них может возрасти. Вы можете увидеть результаты в видео ниже. Что еще хуже, жидкость, используемая в этих батареях, очень легко воспламеняется.
Наконец, поскольку каждая литий-ионная батарея должна быть упакована безопасным, герметичным способом, их нельзя изготовить достаточно маленькими для многих применений.
Но эти новые батареи от Bosch не имеют этих проблем по простой причине: вместо использования жидкого электролита они используют наноструктурированный твердый полимерный электролит.
Если можно на мгновение, твердые полимерные электролиты действительно очень крутые.
Поскольку они не содержат жидкости, их не нужно размещать в безопасных, герметично закрытых контейнерах. В результате электролитические ячейки из твердого полимера могут быть сделаны толщиной всего 0,64 мм. Они также могут быть сложены для создания больших батарейных блоков.
Хотя Bosch продвигает эту технологию, они ее не создавали. Это было вокруг некоторое время. Фактически, Mitsubishi выпустила ноутбук в 1998 году со сверхтонким твердотельным полимерным аккумулятором. Pedion стоил 6000 долларов и имел толщину всего 1,84 сантиметра, что делает его еще более стройным, чем Apple Macbook Air первого поколения.
Но это не просто толщина. Эти клетки могут быть настолько широкими, насколько вы хотите. Они просто очень гибкие. А поскольку они обычно размещаются в контейнерах из фольги, их можно катать и гнуть, что делает их идеальными для устройств изогнутой или неправильной формы, а также для гибкой электроники следующего поколения.
Наконец, поскольку эти батареи находятся в твердом состоянии (то есть не содержат жидкости), нет никаких шансов, что они могут протечь или воспламениться. Они принципиально безопаснее. И им не нужно использовать этот ядовитый оксид кобальта в качестве катода. Они могут буквально использовать любой оксид металла.
Короче говоря, твердотельные литиевые батареи потрясающие. Но есть еще несколько технологических проблем, которые мы должны сначала преодолеть.
Обещание технологии Bosch
Большинство проблем, с которыми сталкивается эта аккумуляторная технология, могут быть просто решены путем улучшения производственных процессов. Часто это можно решить, бросая деньги на проблему до тех пор, пока она не исчезнет, как мы видели в потрясающем гигантере Элона Маска « сможешь
Но когда он уйдет, он уйдет навсегда. Будущие твердотельные батареи могут быть изготовлены с использованием процесса «среза», когда есть листы электролита, которые буквально «срезаются». И, как уже упоминалось ранее, нет необходимости в дорогом катоде на основе оксида кобальта.
Один технологический недостаток заключается в том, что батареи действительно работают только при некомфортно горячем 176ºF или около 80ºC. Это означает, что они могут бороться за работу в холодных условиях. Это также ограничивает их потенциальное использование в интимных приложениях, таких как носимые технологии.
Я считаю, что настоящее обещание этой технологии — в электрических автомобилях. По словам Боша, он может предложить удвоенную длину существующих батарей за полцены. Они также весят намного, намного меньше. Текущая стандартная батарея Tesla Model S весит около 1200 фунтов (около 540 кг). Эти новые аккумуляторы от Bosch потенциально могут весить вдвое меньше, что, в свою очередь, обеспечивает лучший пробег.
Тогда есть аргумент безопасности. Например, если в автокатастрофе пробит жидко-электролитно-литиевый аккумулятор, существует реальный риск его взрыва. Таких примеров было бесчисленное множество, в том числе один в октябре 2013 года, когда модель Tesla Model S загорелась после удара металлическим мусором в штате Вашингтон. Видео об этом стало вирусным и привело к падению акций Tesla:
Кроме того, есть примеры, когда плохая вентиляция приводила к перегреву батарей, а затем к взрыву или возгоранию. Подобная проблема возникла у всего парка Boeing 787 Dreamliner в 2013 году. Спустя четыре месяца они снова поднялись в воздух для получения доходов.
Поскольку эти батареи от Bosch являются твердотельными, они по своей природе более безопасны.
Вам все равно придется подождать
Эти батареи потрясающие. Они меньше, безопаснее и просто лучше . Но Bosch ожидает, что они не появятся на рынке до 2020 года.
До тех пор, есть некоторые другие захватывающие события в технологии батарей, чтобы волноваться. Samsung работает над батареей. который использует кремниевые аноды, и предлагает в два раза большую емкость.
Тем временем, Наньянский технический университет в Сингапуре использует нанотрубку из диоксида титана. увеличить время перезарядки до двух минут и увеличить срок службы батареи до двадцати лет .
Есть также графеновая технология , которая является одной из наиболее многообещающих аккумуляторных технологий в области , а также радикально увеличить вычислительную мощность процессоров, которые мы используем.
Захватывающие времена Но что вы думаете? Как вы думаете, это поймет? Будут ли эти новые батареи подталкивать вас к приобретению электромобиля? Дайте мне знать в комментариях ниже, и мы будем общаться.
Photo Credits: Разъем батареи мобильного телефона Motorola SNN5749A (Уве Херман)