Není snadný úkol vyvinout a BEV které lze stejně jako současná vozidla ICE natankovat za tři minuty, mají dojezd 1.000 10 km na plnou nádrž, těží z dostatečné infrastruktury a lze je bez problémů provozovat minimálně XNUMX let. Nástup plně polovodičových baterií by však mohl narušit současnou situaci a výrazně urychlit přijetí na trh BEV.
Když se lithium-iontové baterie, široce používané v chytrých telefonech a dalších miniaturizovaných elektronických zařízeních, používají v automobilových aplikacích, kladou mnohem vyšší požadavky na bezpečnost a životnost baterie.
Zároveň existuje kompromis mezi zlepšením dosahu, které v podstatě vyžaduje zvýšení hustoty energie, a bezpečností/trvanlivostí. Tento kompromis je hlavním důvodem, proč je výkon současných lithium-iontových baterií považován za možná nepřekonatelnou překážku pro zvýšení tržního uplatnění elektrických vozidel.
Polovodičové baterie mají potenciál tyto problémy překonat. Pevné baterie mají dlouhou historii. Pevné elektrolyty byly vyvinuty v 70. letech XNUMX. století, ale nedostatečná iontová vodivost omezovala jejich použití. Nedávno však byly objeveny pevné elektrolyty s podobnou nebo lepší iontovou vodivostí jako kapalné elektrolyty, což urychlilo úsilí výzkumu a vývoje.
Výrobci automobilů
Na autosalonu v Tokiu 2017 Toyota oznámila cíl pro komercializaci BEV v první polovině 20. let XNUMX. století zcela v pevné fázi. Přestože první generace BEV který bude používat plně polovodičové baterie, jejichž uvedení na trh očekává Toyota, bude mít pouze omezený objem výroby, oznámení společnosti nepochybně podnítí další úsilí mnoha společností, výzkumníků a vládních subjektů ve vývoji všech polovodičových baterií .
Volkswagen, Hyundai Motor a Nissan Motor oznámily investice do začínajících společností, takže věříme, že toto téma bude pravděpodobně těžit z mnohem zvýšené pozornosti.
Současné lithium-iontové baterie se skládají z katody, roztoku elektrolytu, separátoru a anody. Rozdíl v polovodičové baterii je v tom, že elektrolyt je pevný. Ve skutečnosti jsou všechny součásti a materiály pevné, odtud pochází terminologie „pevného stavu“.
Vlastnosti polovodičových baterií závisí na použitých materiálech, ale dosavadní výzkumy odhalují jasný potenciál z hlediska bezpečnosti, odolnosti proti vytečení, odolnosti proti spálení (zjednodušená konstrukce chlazení), miniaturizace, konstrukční flexibility z hlediska tvorby přímého kontaktu vrstva článku, relativně dlouhá životnost vybíjecího cyklu, žádná degradace díky dobrým vlastnostem při vysokých/nízkých teplotách, krátké časy nabíjení, vysoká hustota energie a vysoká hustota výkonu.
V minulosti byla nízká hustota energie považována za slabinu polovodičových baterií, ale Tokyo Institute of Technology a výzkumný tým Toyoty společně vyvinuli polovodičovou baterii s trojnásobnou hustotou výkonu a dvojnásobnou hustotou energie než stávající baterie. lithium-iontové baterie. Věříme, že všechny polovodičové baterie mají potenciál překonat nevýhody elektrických vozidel.
Mezi hlavní dopady polovodičových baterií na automobilový průmysl patří zrychlení nástupu na trh BEV a změny v dodavatelském řetězci baterií BEV. Šest BEV by nahradila vozidla ICE, nebyly by potřeba motory, převodovky a související díly, ale nově by byly potřeba baterie, měniče, motory a díly související s těmito systémy.
Pro konvenční automobilové montéry, kteří vyrábějí motory a hnací ústrojí vlastními silami, je důležitým zdrojem přidané hodnoty zajištění, aby měli schopnost vyvíjet polovodičové baterie vlastními silami. Pro dodavatele bude důležité přezkoumat základní technologie pro vývoj nových komponent.
Pokud dojde k nárůstu přijetí na trhu BEVPravděpodobně se změní také celostátní pravidla upravující věci, jako jsou daně, energetická politika a zdroje.
Přechod z tekutých na polovodičové lithium-iontové baterie by také znamenal přechod z kapalných na pevné elektrolyty a snížení potřeby separátorů a byl by zde potenciál pro použití nových materiálů pro katody a anody.
Materiály použité v polovodičových bateriích, které Toyota uvede na trh v první polovině roku 2020, budou pravděpodobně podobné těm, které se používají v současnosti, a jelikož se objem výroby snižuje, dopad na současný dodavatelský řetězec bude pravděpodobně také malý. Pokud však uvidíme významný pokrok v úsilí v oblasti výzkumu a vývoje, plně polovodičové baterie dostupné v druhé polovině 2020. a 2030. let XNUMX. století budou pravděpodobně rušivé.
Hovořilo se o zaujatosti vůči i BEVale současný konsenzus trhu je takový, že se nyní nacházíme v éře „diverzifikace pohonných jednotek“ spíše než v době dospívání BEV jako takové. Domníváme se však, že pokud budou snahy o rozvoj hromadné výroby celosolid-state baterií úspěšné, éra BEV může to být blízko.
I tak by bylo potřeba překonat řadu problémů. Výzkum a vývoj zaměřený na sériovou výrobu všech polovodičových baterií právě začal a do jaké míry se sníží výrobní náklady, zatím není jasné. Teoreticky by měl existovat významný potenciál snížení nákladů vzhledem ke zjednodušení bateriových sad a použití levných elektrodových materiálů.
Na druhou stranu, pokud dojde k většímu než očekávanému pokroku ve zlepšování výkonu lithium-iontových baterií a většímu snížení nákladů, přechod na plně polovodičové baterie by se mohl zpozdit.
Existuje také riziko, že zájem o i BEV samy mohou slábnout v důsledku vývoje hybridních elektrických vozidel (HEV) a standardních vozidel ICE, debaty o „well-to-wheels“ a obnovené popularity dieselových vozidel, což by mohlo znamenat oslabení vývojového úsilí pro všechny baterie v pevném stavu.
Z hlediska dojezdu a doby potřebné k natankování vodíku jsou dalším potenciálním konkurentem vozidla s palivovými články. Zatímco problémy s infrastrukturou jsou problémem, existuje značný potenciál, pokud jde o nahrazení fosilních paliv a přepravu energie.
Průzkum KPMG Global Automotive Executive Survey 2018 označil vozidla s palivovými články za hlavní klíčový trend do roku 2025 a BEV se umístil na 3. místě podle globálních automobilových manažerů. V roce 2017 se ve stejném průzkumu obrátilo, i BEV na prvním místě a vozidla s palivovými články na třetím místě.
BlogInnovazione.it
Rozvíjení jemné motoriky prostřednictvím vybarvování připravuje děti na složitější dovednosti, jako je psaní. Barvit…
Námořní sektor je skutečnou globální ekonomickou velmocí, která se dostala na 150miliardový trh...
Minulé pondělí Financial Times oznámily dohodu s OpenAI. FT licencuje svou prvotřídní žurnalistiku…
Miliony lidí platí za streamovací služby a platí měsíční předplatné. Je obecný názor, že jste…
