Артиколи

Нарықтық инновациялар: қатты күйдегі батареялар

Аккумуляторлы электр көліктеріндегі бум (BEV) үкіметтер, ережелер мен іскерлік этика көтеретін идеалдардың нәтижесі болып табылады. Әзірге ешкім жоқ BEV Тұтынушының қажеттіліктерін ішкі жану қозғалтқышы (ICE) көлігі сияқты қанағаттандыра алады және автомобиль өндірушілер жариялаған жол карталарына сүйене отырып, 2030 жылға қарай оның пайда болатынына ешқандай белгі жоқ.

ерекшеліктері

дамыту оңай шаруа емес BEV Қазіргі ICE көліктері сияқты үш минут ішінде жанармай құюға болатын, толық резервуармен 1.000 км қашықтыққа жетуге болады, жеткілікті инфрақұрылымды пайдаланады және кем дегенде 10 жыл оңай жұмыс істей алады. Дегенмен, қатты күйдегі батареялардың пайда болуы ағымдағы жағдайды бұзуы және нарыққа енуін айтарлықтай жылдамдатуы мүмкін. BEV.

Смартфондарда және басқа да шағын электронды құрылғыларда кеңінен қолданылатын литий-ионды аккумуляторлар автомобиль қолданбаларында пайдаланылғанда, олар қауіпсіздік пен батареяның қызмет ету мерзіміне әлдеқайда жоғары талаптар қояды.

Сонымен қатар, ауқымдағы жақсартулар арасында айырбас бар, ол негізінен энергия тығыздығын және қауіпсіздікті/тұрақтылықты арттыруды талап етеді. Бұл айырбастау ағымдағы литий-иондық аккумуляторлардың өнімділігі электрлік көліктердің нарықтағы өсуіне еңсерілмейтін кедергі ретінде қарастырылуының басты себебі болып табылады.

Қатты күйдегі батареялардың бұл проблемаларды жеңу мүмкіндігі бар. Қатты күйдегі батареялардың ұзақ тарихы бар. Қатты электролиттер 70 жылдары жасалды, бірақ жеткіліксіз иондық өткізгіштік олардың қолданылуын шектеді. Дегенмен, жақында сұйық электролиттерге ұқсас немесе жоғары иондық өткізгіштігі бар қатты электролиттер табылды, бұл ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарды жылдамдатады.

Осы мақаладағы суреттер midJourney көмегімен жасалған

Автокөлік өндірушілер

2017 жылы Токио автосалонында Toyota коммерцияландыру мақсатын жариялады BEV 20 жылдардың бірінші жартысында толығымен қатты күйде. Бірінші буын болса да BEV Тойота шығаратын қатты күйдегі аккумуляторларды пайдаланатын, тек шектеулі өндіріс көлеміне ие болады, компанияның хабарландыруы көптеген компаниялардың, зерттеушілердің және мемлекеттік құрылымдардың барлық қатты күйдегі батареяларды әзірлеуде көбірек күш салуына ықпал ететіні сөзсіз. .

Volkswagen, Hyundai Motor және Nissan Motor барлығы стартап компанияларға инвестициялар туралы жариялады, сондықтан біз бұл тақырыпқа көбірек көңіл бөлетін болады деп сенеміз.

Қатты күйдегі батареялардың потенциалы

Ағымдағы литий-ионды батареялар катодтан, электролит ерітіндісінен, сепаратордан және анодтан тұрады. Қатты күйдегі аккумулятордың айырмашылығы электролиттің қатты күйінде. Шын мәнінде, барлық компоненттер мен материалдар қатты, сондықтан «қатты күй» терминологиясы.

Қатты күйдегі аккумуляторлардың қасиеттері қолданылатын материалдарға байланысты, бірақ бүгінгі күнге дейін зерттеулер қауіпсіздік, ағып кетуге төзімділік, жануға төзімділік (жеңілдетілген салқындату құрылымы), миниатюризация, дизайнның икемділігі бойынша нақты потенциалды көрсетеді. жасуша қабаты, салыстырмалы түрде ұзақ разряд циклінің мерзімі, жақсы жоғары/төмен температура қасиеттеріне байланысты деградацияның болмауы, қысқа зарядтау уақыттары, жоғары энергия тығыздығы және жоғары қуат тығыздығы.

Бұрын төмен қуат тығыздығы қатты күйдегі батареялардың әлсіздігі ретінде қарастырылды, бірақ Токио технологиялық институты мен Toyota зерттеу тобы бірлесе отырып, қуат тығыздығы үш есе және қуат тығыздығы екі есе көп қатты күйдегі батареяны әзірледі. литий-иондық батареялар. Біз барлық қатты күйдегі аккумуляторлардың электрлік көліктердің кемшіліктерін еңсеру мүмкіндігі бар деп санаймыз.

Қатты күйдегі батареялардың нарыққа енуінің әсері

Қатты күйдегі аккумуляторлардың автомобиль өнеркәсібіне негізгі әсерлері нарықты игеруді жеделдетуді қамтиды. BEV және аккумуляторды жеткізу тізбегіндегі өзгерістер BEV. Алты BEV ICE көліктерін ауыстырса, қозғалтқыштарға, беріліс қорабына және оларға қатысты бөлшектерге қажеттілік болмас еді, бірақ батареяларға, инверторларға, қозғалтқыштарға және осы жүйелерге қатысты бөлшектерге жаңа қажеттілік пайда болады.

Қозғалтқыштар мен жетектерді үйде шығаратын кәдімгі автомобиль құрастырушылар үшін олардың толық қатты күйдегі аккумуляторларды өз ішінде әзірлеу мүмкіндігі бар екеніне көз жеткізу қосымша құнның маңызды көзі болып табылады. Жабдықтаушылар үшін жаңа компоненттерді әзірлеу үшін қарапайым технологияларды қайта қарау маңызды болады.

Егер нарықты қабылдаудың өсуі байқалса BEVСалықтар, энергетикалық саясат және ресурстар сияқты нәрселерді реттейтін жалпыұлттық ережелер де өзгеруі мүмкін.

Сұйықтықтан қатты күйдегі литий-ионды аккумуляторларға ауысу сұйық күйден қатты электролитке ауысуды және сепараторларға деген қажеттілікті азайтуды білдіреді және катодтар мен анодтар үшін жаңа материалдарды пайдалану мүмкіндігі болады.

Тойота 2020 жылдың бірінші жартысында шығаратын қатты күйдегі аккумуляторларда қолданылатын материалдар қазіргі уақытта қолданылатын материалдарға ұқсас болуы мүмкін және өндіріс көлемі азайғандықтан, ағымдағы жеткізу тізбегіне әсері де болуы мүмкін. кішкентай. Дегенмен, егер біз ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстардағы елеулі прогресті көретін болсақ, 2020-шы және 2030-шы жылдардың екінші жартысында қол жетімді толық қатты күйдегі батареялар бұзуы мүмкін.

Осы мақаладағы суреттер midJourney көмегімен жасалған

Қатты күйдегі батареяларды нарыққа алудағы кедергілер

i-ге деген көзқарас туралы әңгіме болды BEV, бірақ қазіргі нарықтық консенсус мынада: біз қазір жасы емес, «қуат беруді әртараптандыру» дәуірінде тұрмыз. BEV тап мұндай. Дегенмен, біз қатты күйдегі аккумуляторлардың жаппай өндірісін дамыту әрекеттері сәтті болса, дәуір BEV жақын болуы мүмкін.

Солай бола тұрса да, бірқатар қиындықтарды жеңу керек еді. Барлық қатты күйдегі аккумуляторларды жаппай өндіруге бағытталған зерттеулер мен әзірлемелер енді ғана басталды және өндіріс шығындарының қаншалықты төмендейтіні әлі белгісіз. Теориялық тұрғыдан алғанда, аккумуляторлық жинақтарды жеңілдету және арзан электродтық материалдарды пайдалануды ескере отырып, шығындарды айтарлықтай төмендету әлеуеті болуы керек.

Екінші жағынан, литий-иондық батареялардың өнімділігін жақсартуда күтілгеннен жоғары прогреске қол жеткізілсе және құнын едәуір төмендетсе, қатты күйдегі батареяларға көшу кейінге қалдырылуы мүмкін.

Футуро

Сондай-ақ i-ге деген қызығушылық тәуекелі бар BEV гибридті электрлі көліктер (HEV) және стандартты ICE көліктерінің дамуы, доңғалақтар туралы пікірталас және дизельді көліктердің танымалдылығының артуы салдарынан өшуі мүмкін, бұл барлық қатты күйдегі аккумуляторларды әзірлеу жұмыстарын әлсіретуі мүмкін.

Диапазон және сутегімен жанармай құюға қажетті уақыт тұрғысынан отын ұяшықтары бар көліктер тағы бір әлеуетті бәсекелес болып табылады. Инфрақұрылымдық мәселелер мәселе болғанымен, қазба отындарын ауыстыру және энергияны тасымалдау тұрғысынан айтарлықтай әлеует бар.

KPMG компаниясының 2018 жаһандық автомобиль саласындағы басшылық сауалнамасы отын ұяшықтары бар көліктерді 2025 жылға дейінгі басты тренд ретінде бағалады және BEV жаһандық автокөлік басшыларының пікірі бойынша 3-ші орынға ие болды. 2017 жылы дәл сол сауалнама кестені өзгертті, мен BEV бірінші орында, отын ұяшықтары бар көліктер үшінші орында.

BlogInnovazione.it

Инновациялық ақпараттық бюллетень
Инновация туралы ең маңызды жаңалықтарды жіберіп алмаңыз. Оларды электрондық пошта арқылы алу үшін тіркеліңіз.

Соңғы мақалалар

Баспагерлер мен OpenAI жасанды интеллект өңдейтін ақпарат ағынын реттеу үшін келісімдерге қол қояды.

Өткен дүйсенбіде Financial Times OpenAI-мен келісім туралы жариялады. FT өзінің әлемдік деңгейдегі журналистикасына лицензия береді…

30 Сәуір 2024

Онлайн төлемдер: Міне, ағынды қызметтер сізге мәңгілік төлем жасауға мүмкіндік береді

Миллиондаған адамдар ай сайынғы абоненттік төлемді төлей отырып, ағынды қызметтерге ақы төлейді. Жалпы пікір, сіз…

29 Сәуір 2024

Veeam қорғаныстан жауап беруге және қалпына келтіруге дейін төлемдік бағдарламалық құралға ең жан-жақты қолдау көрсетеді

Veeam ұсынған Coveware кибербопсалау оқиғаларына жауап беру қызметтерін көрсетуді жалғастырады. Coveware криминалистикалық және қалпына келтіру мүмкіндіктерін ұсынады ...

23 Сәуір 2024

Жасыл және цифрлық революция: болжамды техникалық қызмет көрсету мұнай және газ саласын қалай өзгертеді

Болжалды техникалық қызмет көрсету зауытты басқаруға инновациялық және белсенді көзқараспен мұнай және газ секторында төңкеріс жасайды.…

22 Сәуір 2024

Инновацияны өз тіліңізде оқыңыз

Инновациялық ақпараттық бюллетень
Инновация туралы ең маңызды жаңалықтарды жіберіп алмаңыз. Оларды электрондық пошта арқылы алу үшін тіркеліңіз.

Артымыздан