סוללת מצב מוצק חדשה תכפיל את טווח המכוניות החשמליות

פרסומת

טכנולוגיית הסוללה מתקדמת בקצב בלתי ניתן לעצירה לכאורה.

זה מרגיש כמו בכל חודש, אנו כותבים על פיתוח חדש או אחר, עם פוטנציאל להביא לתאי סיבולת ארוכים במיוחד. אנו מתלהבים מהאפשרויות הללו מעניקים לנו, כמו מכוניות חשמליות 6 מכוניות חשמליות שאפשר להרשות לעצמןחושבים שאינכם יכולים להרשות לעצמכם מכונית חשמלית? שגוי. שש המכוניות הללו מראות עד כמה הפכו מכוניות חשמליות במחיר סביר. קרא עוד שאינם רק קיימא, אבל גם בר השגה.

כמו הסוללות החדשות הללו של ייצור מוצרי אלקטרוניקה גרמניים, בוש. לא רק שהם יכולים להחזיק מעמד זמן רב יותר, אלא שהם גם יכולים לראות מכוניות חשמליות נוסעות כפול הטווח באותה מטען.

ברוך הבא לעולם המרגש של סוללות ליתיום יון במצב מוצק.

היתרונות הייחודיים של סוללות אלה

אז לפני שניכנס לבשר של העניין, מן הסתם כדאי לבדוק את ההבדל בין סוללות אלקטרוליט נוזליות ומוצקות.

טכנולוגיית הסוללה שהכי מכירים אותך משתמשת באלקטרוליט נוזלי. ניתן למצוא סוללות אלה בכל מקום - ממחשבים ניידים, לטלפונים סלולריים, ועד שעונים חכמים. אבל הם מגיעים עם כמה חסרונות עיקריים.

סוללות אלקטרוליט נוזלי דורשות לארוז את כל התא במארז מתכת צפוף ואטום הרמטי. אלה נחוצים לבטיחות, אך מפחיתים את צפיפות האנרגיה ומוסיפים משקל וגודל.

הם גם יקרים (יחסית) לייצור, כתוצאה מתהליך הייצור המסובך והמפותל ששימש לייצור אותם, והעובדה שהקתודה של מרבית סוללות הליתיום-יון משתמשת בתחמוצת קובלט - חומר כימי יקר ורעיל לסביבה מתחם.

יש גם עניין של בטיחות. תאי ליתיום-יונים מועדים להתפוצצות ולחימום יתר בתנאים מזיקים. אם התאים מחממים יתר על המידה או שהם עמוסים יתר על המידה, למשל, הלחץ בתוכם יכול להצטבר. אתה יכול לראות את התוצאות בסרטון שלהלן. כדי להחמיר את המצב, הנוזל המשמש בסוללות אלה הוא דליק במיוחד.

לבסוף, מכיוון שיש לארוז כל תא ליתיום-יון בצורה בטוחה, אטומה הרמטית, לא ניתן לייצר אותם קטנים מספיק ליישומים רבים.

אבל לסוללות החדשות האלה מבוש אין בעיות אלה, מסיבה פשוטה: במקום להשתמש באלקטרוליט נוזלי, הן משתמשות באלקטרוליט פולימרי מוצק בננו.

אם אוכל לחטוף לרגע, אלקטרוליטים פולימרים מוצקים הם ממש ממש מגניב.

מכיוון שאינם כוללים נוזלים, הם אינם צריכים להיות שוכנים במיכלים מאובטחים הרמטיים. כתוצאה מכך, ניתן לייצר תאי אלקטרוליט פולימרים מוצקים דקיקים כמו 0.64 מ"מ. ניתן לערום אותם גם כדי ליצור חבילות סוללה גדולות יותר.

למרות שבוש דוחף את הטכנולוגיה הזו קדימה, הם לא יצרו אותו. זה היה זמן מה. למעשה, מיצובישי שיחררה מחשב נייד בשנת 1998 עם סוללת פולימר מוצקה דקה במיוחד. הפדיון עלה 6,000 דולר והיה בעובי של 1.84 סנטימטרים בלבד, מה שהפך אותו ליותר נחמד מהדור הראשון של Apple Macbook Air.

אבל זה לא רק עובי. תאים אלה יכולים להיות רחבים ככל שתרצו. הם פשוט באמת גמיש. ומכיוון שהם בדרך כלל שוכנים במכולות נייר כסף, אפשר לגלגל אותם ולכופף אותם, מה שהופך אותם אידיאלי למכשירים המגיעים בצורות מעוקלות או לא סדירות - וגם לדור הבא גמיש מכשירי חשמל.

לבסוף, מכיוון שהמצברים הללו הם במצב מוצק (כלומר אין נוזלים מעורבים), אין סיכוי שהם יוכלו לדלוף או להבעיר אש. הם בטוחים יותר מיסודם. והם לא צריכים להשתמש באותה קובלט תחמוצת רעילה כקתודה. הם ממש יכולים להשתמש בכל תחמוצת מתכת.

בקיצור, סוללות ליתיום במצב מוצק הן מדהימות. אך עדיין ישנם כמה אתגרים טכנולוגיים שעלינו להתגבר עליהם קודם.

ההבטחה של הטכנולוגיה של בוש

ניתן לפתור את רוב האתגרים שעומדים בפני סוללה טכנולוגית באמצעות תהליכי ייצור טובים יותר. זה לעתים קרובות דבר שניתן לפתור על ידי זריקת כסף על הבעיה עד שהוא בסופו של דבר נעלם, כפי שראינו עם gigafactory מפוצץ-דעת חברת חשמל להתראות: מדוע בקרוב תייצר חשמל משלךאנרגיה סולארית מאפשרת ייצור נקי של חשמל, באמצעות מקור שמובטח שלעולם לא ייגמר בחיינו - השמש. אבל האם אי פעם תכה את חברות הכוח? קרא עוד .

אבל כשהוא נעלם, הוא ייעלם לתמיד. ניתן לייצר סוללות עתידיות במצב מוצק באמצעות תהליך 'חתוך', שם יש גיליונות של האלקטרוליט שהם ממש 'חתוכים'. וכאמור, אין צורך בקתודה יקרה מבוססת קובלט.

החיסרון הטכנולוגי אחד הוא שהסוללות פועלות רק בחום לא נעים של 176 מעלות צלזיוס, או בערך 80 מעלות צלזיוס. המשמעות היא שהם עלולים להיאבק בעבודה בתנאי קור. זה גם מגביל את השימושים הפוטנציאליים שלהם ביישומים אינטימיים, כמו טכנולוגיה לבישה.

ההבטחה האמיתית לטכנולוגיה זו, אני מרגיש, היא במכוניות חשמליות. לדברי בוש, היא עשויה להציע כפול מאורך הסוללות הקיימות, במחצית המחיר. הם גם ישקלו הרבה, הרבה פחות. סוללת ה- Tesla Model S הרגילה הנוכחית שוקלת כ- 1,200 פאונד (בערך 540 קילוגרם). הסוללות החדשות הללו מבוש יכולות לשקול מחצית מזה, בתורן לספק מד טוב יותר.

ואז יש את טענת הבטיחות. אם סוללת ליתיום נוזלית-אלקטרוליט נוקבת בתאונת דרכים, למשל, קיים הסיכון האמיתי שהוא עלול להתפוצץ. היו אינספור דוגמאות לאלה, כולל אחת באוקטובר 2013 שבה Tesla Model S עלה באש לאחר שפגע בפסולת מתכת במדינת וושינגטון. הסרטון של זה הפך ויראלי, ושלח את מלאי טסלה מתנפץ:

ישנן דוגמאות בהן אוורור לקוי גרם לסוללות להתחמם יתר על המידה, ואז כתוצאה מכך התפוצצות או התלקחות. בעיה דומה הבסיסה את כל צי בואינג 787 דרימליינר בשנת 2013. הם לקחו שוב לשמיים לשירותי הכנסות ארבעה חודשים אחר כך.

מכיוון שהמצברים האלה מבוש הם במצב מוצק, הם בטוחים יותר מטבעם.

עדיין תצטרך לחכות

הסוללות האלה מדהימות. הם קטנים יותר, בטוחים יותר ופשוטים טוב יותר. אבל בוש מצפה שהם לא יפגעו בשוק עד 2020.

עד אז, ישנם עוד כמה התפתחויות מרגשות בתחום הסוללות הטכנולוגיות שכדאי להתרגש מהן. סמסונג היא עובד על סוללה פריצת דרך חדשה של סמסונג עשויה להיות קיבולת סוללה כמעט כפולהפריצת דרך חדשה של סמסונג מציעה עלייה אדירה בצפיפות סוללות הליתיום-יון. קרא עוד המשתמש באנודות סיליקון ומציע כפול מהקיבולת.

בינתיים, האוניברסיטה הטכנית של נניאנג בסינגפור היא באמצעות צינור טיטניום דו חמצני טכנולוגיית סוללות חדשה נטענת תוך שתי דקות, נמשכת עשרים שנהבאופק יש טכנולוגיית סוללות חדשה, ויש סיכוי טוב שהיא תשתנה את אופן השימוש במכשירים שלך קרא עוד אנודות על מנת להאיץ את טעינה של פעמים לשתי דקות, ולהגדיל את אורך החיים של סוללה ל- עשרים שנה.

יש גם טכנולוגית גרפן טכנולוגיית המחשבים האחרונה שעליך לראות כדי להאמיןבדוק כמה מהטכנולוגיות המחשוב האחרונות אשר מיועדות להפוך את עולם האלקטרוניקה והמחשבים האישיים במהלך השנים הקרובות. קרא עוד , שהוא אחד היותר טכנולוגיות סוללה מבטיחות בסביבה טכנולוגיות סוללות שהולכות לשנות את העולםטכנולוגיית הסוללות גדלה לאט יותר מאשר טכנולוגיות אחרות, והיא כיום עמוד האוהל הארוך במספר תעשיות מגושמות. מה יהיה העתיד של טכנולוגיית הסוללה? קרא עוד , כמו גם להגדיל באופן קיצוני את כוח החישוב של המעבדים שאנו משתמשים בהם.

זמנים מרגשים. אבל מה אתה חושב? אתה חושב שזה יתפוס? האם הסוללות החדשות הללו יניעו אותך להשיג מכונית חשמלית? הודע לי בתגובות למטה, ונשוחח בצ'אט.

קרדיט לצילום: מחבר SNN5749A לסוללת הטלפון הנייד של מוטורולה (Uwe Herman)