Mobilna tehnologija eksponencijalno raste, ali tehnologija baterija ne prati korak. Dolazimo do fizičkih granica onoga što konvencionalni litij-ionski i litij-polimerni dizajni mogu učiniti. Rješenje bi moglo biti nešto što se zove solid-state baterija.



Što je solid-state baterija?

U konvencionalnom dizajnu baterija - najčešće litij-ionske - koriste se dvije čvrste metalne elektrode s tekućom litijevom soli koja djeluje kao elektrolit. Ionske čestice kreću se od jedne elektrode (katode) do druge (anode) dok se baterija puni, i obrnuto dok se prazni. Tekući elektrolit litijeve soli je medij koji omogućuje to kretanje. Ako ste ikada vidjeli da baterija korodira ili se probuši, kiselina iz baterije koja curi (ili ponekad eksplodira) je tekući elektrolit.

U solid-state bateriji, i pozitivna i negativna elektroda i elektrolit između njih su čvrsti komadi metala, legure ili nekog drugog sintetičkog materijala. Pojam čvrstog stanja može vas podsjetiti na SSD podatkovne pogone , i to nije slučajnost. Solid-state diskovi za pohranu koriste flash memoriju, koja se ne pomiče, za razliku od standardnog tvrdog diska, koji pohranjuje podatke na rotirajući magnetski disk koji pokreće mali motor.

promijeni heic u jpg mac

Iako ideja o solid-state baterijama postoji već desetljećima, napredak u njihovom razvoju tek počinje, trenutno potaknut ulaganjem elektroničkih tvrtki, proizvođača automobila i općih industrijskih dobavljača.

Što je bolje u vezi sa solid-state baterijama?

Solid-state baterije obećavaju nekoliko izrazitih prednosti u odnosu na svoje rođake punjene tekućinom: bolje trajanje baterije, brže vrijeme punjenja i sigurnije iskustvo.

što može vpn
Oglas

Solid-state baterije komprimiraju anodu, katodu i elektrolit u tri ravna sloja umjesto da suspendiraju elektrode u tekućem elektrolitu. To znači da ih možete učiniti manjim – ili barem ravnijim – dok zadržavaju energiju koliko i veća baterija na bazi tekućine. Dakle, ako zamijenite litij-ionsku ili litij-polimersku bateriju u svom telefonu ili prijenosnom računalu s poluprovodničkom baterijom iste veličine, napunit će se puno dulje. Alternativno, možete napraviti uređaj koji drži isti naboj mnogo manji ili tanji.

Solid-state baterije su također sigurnije, budući da nema otrovne, zapaljive tekućine za prolijevanje i ne proizvode toliko topline kao konvencionalne punjive baterije. Kada se primjenjuju na baterije koje napajaju elektroniku ili čak električne automobile, one bi se također mogle puno brže puniti - ioni bi se mogli mnogo brže kretati od katode do anode.

Prema najnovijim istraživanjima, solid-state baterija bi mogla nadmašiti konvencionalne punjive baterije za 500% ili više u smislu kapaciteta i puniti se za desetinu vremena.

Koji su nedostaci?

Budući da su solid-state baterije tehnologija u nastajanju, njihova je proizvodnja nevjerojatno skupa. Toliko skupi, zapravo, da nisu instalirani ni u jednoj većoj potrošačkoj elektronici u vrijeme pisanja. U 2012. godini, analitičari koji pišu za odjel za analizu softvera i naprednu obradu materijala Sveučilišta Florida procijenio je da bi proizvodnja tipične solid-state baterije veličine mobilnog telefona koštala oko 15 000 dolara. Jedan dovoljno velik da pokreće električni automobil koštao bi 100.000 dolara.

Izrada solid-state baterije dovoljno velike za napajanje vašeg telefona danas košta tisuće dolara.

Dijelom je to zato što ekonomija razmjera nije na mjestu – stotine milijuna punjivih baterija se prave svake godine upravo sada, tako da su troškovi proizvodnje materijala i opreme raspoređeni po ogromnim linijama opskrbe. Postoji samo nekoliko tvrtki i sveučilišta koje istražuju solid-state baterije, pa je cijena proizvodnje svake od njih astronomska.

Drugi problem su materijali. Iako su svojstva raznih metala, legura i metalnih soli koje se koriste za konvencionalne punjive baterije dobro poznata, trenutno ne znamo najbolji kemijski i atomski sastav za čvrsti elektrolit između metalnih anoda i katoda. Trenutna istraživanja to sužavaju, ali moramo prikupiti pouzdanije podatke prije nego što možemo prikupiti ili sintetizirati materijale i investirati u proizvodne procese.

različito zaglavlje na svakoj stranici

Kada ću moći koristiti solid-state bateriju?

Kao i sa svim novim tehnologijama, pokušavati shvatiti kada ćete je dobiti u najboljem slučaju nagađanje.

Oglas

Ohrabrujuće je da mnoge ogromne korporacije ulažu u istraživanja potrebna za dovođenje solid-state baterija na potrošačko tržište, ali unatoč velikom proboju u bliskoj budućnosti, teško je reći hoće li doći do velikog iskoka. Najmanje jedna automobilska tvrtka kaže da će biti spreman staviti ga u vozilo do 2023., ali ne pogađa koliko bi taj automobil mogao koštati. Pet godina izgleda previše optimistično; deset godina izgleda vjerojatnije. Može proći dvadeset ili više godina prije nego što se materijali slože i proizvodni procesi se razviju.

Ali kao što smo rekli na početku članka, konvencionalna tehnologija baterija počinje udarati o zid. I ne postoji ništa kao potencijalna prodaja što bi potaknulo istraživanje i razvoj. Barem je malo (vrlo, vrlo malo) moguće da ćete uskoro moći koristiti gadget ili voziti automobil koji se napaja pomoću solid-state baterije.

Kredit za sliku: Sucharas Wongpeth /Shutterstock, Daniel Krason /Shutterstock

PROČITAJTE SLJEDEĆE
  • › Mapa računala je 40: Kako je Xerox Star stvorio radnu površinu
  • › Što je MIL-SPEC zaštita od pada?
  • › Kako pronaći svoj Spotify omotan 2021
  • › 5 web stranica koje svaki korisnik Linuxa treba označiti
  • Cyber ​​ponedjeljak 2021.: Najbolje tehničke ponude
  • › Funkcije u odnosu na formule u Microsoft Excelu: u čemu je razlika?