Straipsniai

Rinkos naujovės: kietojo kūno akumuliatoriai

Elektrinių transporto priemonių su akumuliatoriais bumas (BEV) yra vyriausybių propaguojamų idealų, taisyklių ir verslo etikos rezultatas. Kol kas nėra nė vieno BEV galinti patenkinti vartotojų poreikius taip pat, kaip ir vidaus degimo varikliu (ICE) varoma transporto priemonė, o remiantis automobilių gamintojų paskelbtais planais, nėra ženklų, kad toks atsiras iki 2030 m.

Įranga

Tai nėra lengva užduotis sukurti a BEV kuriuos, kaip ir dabartinius ICE automobilius, galima papildyti degalais per tris minutes, nuvažiuoti pilnu baku yra 1.000 km, turi pakankamai infrastruktūros ir galima lengvai eksploatuoti mažiausiai 10 metų. Tačiau visiškai kietojo kūno baterijų atsiradimas gali sutrikdyti dabartinę padėtį ir labai paspartinti jų pritaikymą rinkoje. BEV.

Kai ličio jonų baterijos, plačiai naudojamos išmaniuosiuose telefonuose ir kituose miniatiūriniuose elektroniniuose įrenginiuose, naudojamos automobilių reikmėms, jos kelia daug didesnius saugos ir baterijos veikimo trukmės reikalavimus.

Tuo pačiu metu yra kompromisas tarp diapazono patobulinimų, kuriems iš esmės reikia padidinti energijos tankį, ir saugos / ilgaamžiškumo. Šis kompromisas yra pagrindinė priežastis, kodėl dabartinių ličio jonų akumuliatorių našumas laikomas galbūt neįveikiama kliūtimi didėjančiam elektromobilių įsisavinimui rinkoje.

Kietojo kūno baterijos gali išspręsti šias problemas. Kietojo kūno akumuliatoriai turi ilgą istoriją. Kietieji elektrolitai buvo sukurti aštuntajame dešimtmetyje, tačiau nepakankamas jonų laidumas ribojo jų naudojimą. Tačiau neseniai buvo atrasti kietieji elektrolitai, kurių joninis laidumas yra panašus arba didesnis nei skystųjų elektrolitų, o tai pagreitina mokslinių tyrimų ir plėtros pastangas.

Šiame straipsnyje esantys vaizdai buvo sukurti naudojant „midJourney“.

Automobilių gamintojai

2017 m. Tokijo automobilių parodoje Toyota paskelbė apie tikslą komercializuoti BEV XX a. 20 dešimtmečio pirmoje pusėje visiškai kietojo kūno. Nors pirmosios kartos BEV kuri naudos visiškai kietojo kūno baterijas, kurias, kaip tikimasi, pristatys „Toyota“, gamybos apimtis bus ribota, bendrovės pranešimas neabejotinai paskatins daugelį įmonių, tyrėjų ir vyriausybinių subjektų dėti daugiau pastangų kuriant visus kietojo kūno akumuliatorius. .

„Volkswagen“, „Hyundai Motor“ ir „Nissan Motor“ paskelbė apie investicijas į pradedančias įmones, todėl manome, kad šiai temai bus skiriamas didesnis dėmesys.

Kietojo kūno baterijų potencialas

Dabartinės ličio jonų baterijos susideda iš katodo, elektrolito tirpalo, separatoriaus ir anodo. Kietojo kūno akumuliatoriaus skirtumas yra tas, kad elektrolitas yra kietas. Tiesą sakant, visi komponentai ir medžiagos yra kietos, todėl vadinama „kietojo kūno“ terminija.

Kietojo kūno baterijų savybės priklauso nuo naudojamų medžiagų, tačiau iki šiol atlikti tyrimai atskleidžia aiškų potencialą saugos, atsparumo nutekėjimui, atsparumo degimui (supaprastinta aušinimo struktūra), miniatiūrizavimo, dizaino lankstumo formuojant tiesioginį kontaktą. Ląstelių sluoksnis, santykinai ilgas iškrovimo ciklas, nesuyra dėl gerų aukštos / žemos temperatūros savybių, trumpas įkrovimo laikas, didelis energijos tankis ir didelis galios tankis.

Anksčiau mažas galios tankis buvo laikomas kietojo kūno akumuliatorių trūkumu, tačiau Tokijo technologijos institutas ir „Toyota“ tyrimų komanda kartu sukūrė kietojo kūno akumuliatorių, kurio galios tankis yra tris kartus didesnis ir energijos tankis dvigubai didesnis nei esamų. ličio jonų baterijos. Manome, kad visi kietojo kūno akumuliatoriai gali įveikti elektrinių transporto priemonių trūkumus.

Kietojo kūno baterijų įsiskverbimo į rinką poveikis

Pagrindinis kietojo kūno akumuliatorių poveikis automobilių pramonei yra spartesnis jų įsisavinimas rinkoje. BEV ir akumuliatoriaus tiekimo grandinės pokyčiai BEV. Šeši BEV pakeistų ICE transporto priemones, nereikėtų variklių, pavarų dėžių ir susijusių detalių, tačiau atsirastų naujas baterijų, inverterių, variklių ir su šiomis sistemomis susijusių dalių poreikis.

Įprastų automobilių surinkėjams, gaminantiems variklius ir pavarų dėžes savo viduje, svarbus pridėtinės vertės šaltinis yra įsitikinimas, kad jie turi galimybę sukurti kietojo kūno akumuliatorius. Tiekėjams bus svarbu peržiūrėti elementarias technologijas kuriant naujus komponentus.

Jei rinkoje padidės priėmimas BEVTikėtina, kad pasikeis ir nacionalinės taisyklės, reglamentuojančios tokius dalykus kaip mokesčiai, energetikos politika ir ištekliai.

Perėjimas nuo skystųjų prie kietųjų ličio jonų akumuliatorių taip pat reikštų perėjimą nuo skystųjų prie kietų elektrolitų ir sumažėtų separatorių poreikis, o katodams ir anodams būtų galima naudoti naujas medžiagas.

Tikėtina, kad kietojo kūno akumuliatoriuose, kuriuos „Toyota“ pristatys 2020 m. pirmąjį pusmetį, naudojamos medžiagos bus panašios į dabar naudojamas medžiagas, o sumažėjus gamybos apimčiai, poveikis dabartinei tiekimo grandinei taip pat gali būti mažas. Tačiau jei matysime reikšmingą pažangą MTTP pastangose, antroje 2020-ųjų ir 2030-ųjų pusėje galimos kietojo kūno baterijos greičiausiai bus trikdančios.

Šiame straipsnyje esantys vaizdai buvo sukurti naudojant „midJourney“.

Kliūtys kietojo kūno akumuliatorių patekimui į rinką

Buvo kalbama apie šališkumą i atžvilgiu BEV, tačiau dabartinis rinkos sutarimas yra toks, kad dabar esame „varos pavarų įvairinimo“, o ne pilnametystės amžiuje. BEV kaip tokia. Tačiau manome, kad jei pastangos plėtoti masinę visų kietojo kūno baterijų gamybą bus sėkmingos, era BEV tai gali būti arti.

Net ir tokiu atveju reikės išspręsti daugybę problemų. Moksliniai tyrimai ir plėtra, skirti masinei visų kietojo kūno baterijų gamybai, dar tik prasidėjo, o kiek mažės gamybos sąnaudos, kol kas neaišku. Teoriškai, atsižvelgiant į baterijų paketų supaprastinimą ir pigių elektrodų medžiagų naudojimą, sąnaudų mažinimo potencialas turėtų būti didelis.

Kita vertus, jei bus pasiekta didesnė nei tikėtasi pažanga gerinant ličio jonų baterijų veikimą ir labiau sumažintos sąnaudos, perėjimas prie kietojo kūno akumuliatorių gali būti atidėtas.

Ateitis

Taip pat yra rizika, kad susidomėjimas i BEV patys gali išnykti dėl hibridinių elektrinių transporto priemonių (HEV) ir standartinių ICE transporto priemonių tobulinimo, diskusijų apie ratus ir atsinaujinusio dyzelinių transporto priemonių populiarumo, o tai gali reikšti, kad susilpnėja visų kietojo kūno akumuliatorių kūrimo pastangos.

Kalbant apie atstumą ir laiką, reikalingą degalams papildyti vandeniliu, kuro elementų transporto priemonės yra dar vienas potencialus konkurentas. Nors infrastruktūros problemos yra aktualios, yra daug galimybių pakeisti iškastinį kurą ir transportuoti energiją.

KPMG 2018 m. pasaulinėje automobilių vadovų apklausoje kuro elementais varomos transporto priemonės buvo pripažintos kaip pagrindinė tendencija iki 2025 m. BEV pasaulio automobilių vadovų vertinimu, užėmė 3 vietą. 2017 metais ta pati apklausa apvertė lenteles, su i BEV pirmoje vietoje ir kuro elementų transporto priemonės trečioje vietoje.

BlogInnovazione.it

Inovacijų naujienlaiškis
Nepraleiskite svarbiausių naujienų apie naujoves. Prisiregistruokite, kad gautumėte juos el.

Naujausi straipsniai

Naujoviška intervencija į išplėstinę realybę su „Apple“ žiūrovu Katanijos poliklinikoje

Katanijos poliklinikoje buvo atlikta oftalmoplastikos operacija naudojant „Apple Vision Pro“ reklaminę peržiūrą…

3 gegužės 2024

Vaikų spalvinimo puslapių privalumai – magijos pasaulis įvairaus amžiaus žmonėms

Lavindami smulkiosios motorikos įgūdžius dažydami, vaikai paruošiami sudėtingesniems įgūdžiams, pavyzdžiui, rašymui. Norėdami nuspalvinti…

2 gegužės 2024

Ateitis yra čia: kaip laivybos pramonė sukelia pasaulinės ekonomikos revoliuciją

Karinio jūrų laivyno sektorius yra tikra pasaulinė ekonominė galia, kuri pasiekė 150 mlrd.

1 gegužės 2024

Leidėjai ir OpenAI pasirašo sutartis dėl dirbtinio intelekto apdorojamos informacijos srauto reguliavimo

Praėjusį pirmadienį „Financial Times“ paskelbė apie susitarimą su „OpenAI“. FT licencijuoja savo pasaulinio lygio žurnalistiką…

30 balandis 2024