Прямо сейчас проходят тестирования технологии, благодаря которой могут произойти кардинальные изменения в сфере энергетики. Эта технология обещает быть более безопасной и эффективной, чем все то, с чем мы имеем дело сейчас. За счет ее внедрения, изменения затронут множество вещей, от ноутбуков со смартфонами до космических кораблей и транспортных средств. Миллиарды долларов вливаются в исследование данной технологии, из - за ее перспективности.
Что за технология?
А речь идет о грядущих инновациях в области аккумуляторной техники, а именно о твердотельных батареях. За последние годы доля инвестиций в твердотельные батареи значительно выросли. Множество крупных компаний решили взяться за исследования инновационного вида батарей, что внушает оптимизм, и дает надежду на их скорейшее начало выпуска в производство.
В чем различия между новой и старой технологией?
Для начала разберем, что такое батарея и из чего она состоит.
Батарея — это устройство, которое накапливает химическую энергию и преобразуют ее в электрическую. Оно состоит из четырех основных частей:
- катод
- анод
- электролит
- сепаратор.
Катод и анод — это электроды. Их главная роль состоит в образование тока. Раствор электролита в свою очередь, позволяет уравновешивать поток электронов, а сепаратор удерживает два электрода друг от друга и предотвращает короткое замыкание.
Основное различие между литий-ионными и твердотельными батареями заключается в электролите. Современные (Литий-ионные) аккумуляторы имеют жидкий электролит, который способствуют росту кристаллических структур — дендритов. Дендриты производят длинные, острые образования, которые могут проколоть сепаратор и вызвать короткое замыкание. Как следует из названия твердотельных батарей, они имеют твердый электролит, который подавляет рост кристаллических структур, также аккумулятор получает более высокую емкость, значительно уменьшается риск пожаров и взрывов, занимает меньше места и способен работать в более экстремальных температурах.
Что ожидать от запуска данной технологии к массовому производству?
Разберем внедрение технологии на примере электромобилей. Самым большим недостатком электромобилей на сегодня является их ограниченная дальность движения. Электромобиль, в среднем, способен проехать на одном заряде около 450 км. Полная зарядка автомобиля занимает от одного часа до 17, в зависимости от того, заряжается ли автомобиль на станции или стандартной розеткой.
За счет внедрения твердотельной батареи дальность движения электромобилей увеличиться в два - три раза. Время зарядки сократиться до 15 минут. На данный момент Samsung смогли разработать твердотельный аккумулятор, который можно заряжать и разряжать более 1000 раз с дальностью действия 800 км за один заряд. И при этом, он на много безопаснее и способен эффективно работать при экстремальных температурах.
Для ноутбуков и смартфонов, внедрение твердотельных аккумуляторов, означает, что устройства смогут работать несколько дней на одной (очень быстрой) зарядке, при этом общий срок службы батареи увеличивается всего с 2 лет до 10. Также, больший температурный диапазон может позволить найти применение в будущих космических технологиях.
Батарея является более важным элементом, чем кажется. Применение нового вида батарей способно кардинально изменить мир, так как в процессе их производства используются экологически чистые материалы, а также они позволят уменьшить количество выхлопов (от авто), загрязнений за счет более длительного срока службы аккумулятора.