Человечество не умеет энергию хранить и передавать. Эта аксиома для энергетиков в доказательствах не нуждается - про потери при передаче и про неэффективность аккумуляторов не знает только ленивый. Однако потребность в передаче и хранении энергии наличествует, и ученые регулярно представляют новые разработки...
Поскольку мир становится все более зависимым от портативной электроники и возобновляемых источников энергии, спрос на более эффективные и надежные решения для хранения энергии продолжает расти. Портативные твердотельные аккумуляторы (Solid-State Battery, SSB) стали многообещающей технологией, способной революционизировать способы хранения и использования энергии. В этой статье мы рассмотрим концепцию, преимущества и потенциальное применение твердотельных портативных батарей, проливая свет на их роль в формировании нашего энергозависимого будущего.
Что такое твердотельные портативные батареи? Твердотельные портативные аккумуляторы представляют собой инновационный тип устройства хранения энергии, в котором используются твердотельные электролиты вместо жидких или гелеобразных электролитов, используемых в традиционных литий-ионных батареях. Эти твердые электролиты обладают многочисленными преимуществами, что делает их интересными перспективами для индустрии хранения энергии.
Преимущества портативных твердотельных аккумуляторов:
1. Повышенная безопасность. Твердотельные батареи исключают риск утечки, температурного разгона и возгорания. Отсутствие летучих жидких электролитов значительно снижает вероятность несчастных случаев, что делает их более безопасными, чем обычные батареи.
2. Повышенная плотность хранения энергии. Твердотельные батареи потенциально могут обеспечивать более высокую плотность энергии, что позволяет им хранить больше энергии в меньшем и более легком корпусе. Эта характеристика делает их идеальными для портативных и носимых устройств, электромобилей и систем хранения энергии (проще говоря - павербанков, аккумуляторов).
3. Более высокая скорость зарядки. Твердотельные батареи могут выдерживать более высокие скорости зарядки и разрядки, что позволяет сократить время зарядки по сравнению с обычными батареями. Этот атрибут решает проблему длительного времени зарядки, с которой часто сталкиваются пользователи портативных устройств.
4. Увеличенный срок службы. Твердотельные батареи демонстрируют большую устойчивость к деградации с течением времени. Увеличенный срок службы и увеличенное количество циклов зарядки-разрядки делают их более долговечными и долговечными, чем традиционные батареи.
Возможные применения:
1. Электромобили (EV): портативные твердотельные аккумуляторы обладают огромным потенциалом для индустрии электромобилей. Их более высокая плотность энергии и возможность более быстрой зарядки могут решить проблемы ограниченного запаса хода и длительного времени зарядки, что делает электромобили более доступным и практичным выбором для потребителей.
2. Бытовая электроника. Использование портативных твердотельных аккумуляторов в смартфонах, носимых устройствах, ноутбуках и других портативных электронных устройствах может открыть ряд преимуществ. Увеличенный срок службы батареи, более быстрая зарядка и повышенная безопасность улучшат удобство использования и снизят зависимость от громоздких внешних источников питания.
3. Хранение возобновляемой энергии. Твердотельные батареи могут сыграть решающую роль в хранении возобновляемой энергии, эффективно сохраняя избыточную мощность, вырабатываемую солнечными панелями и ветряными турбинами. Их более высокая плотность энергии и более длительный срок службы делают их жизнеспособными решениями для хранения энергии в масштабе сети, снижая зависимость от ископаемого топлива.
Так, калифорнийская компания Yoshino утверждает, что ее продукт — первая в мире твердотельная портативная электростанция, обеспечивающая в 2,5 раза большую плотность энергии, чем стандартные литий-ионные батареи, поэтому ее можно в походе или даже в качестве резервного генератора для дома. Батарейные станции оснащены розетками переменного, постоянного тока и USB для питания гаджетов и устройств в дороге. Беспроводные зарядные панели на верхней поверхности предлагают альтернативный вариант для зарядки телефонов и планшетов. Электростанции выпускаются четырех разных размеров: самая маленькая обеспечивает мощность 330 Вт, а самая большая - 4000 Вт и включает в себя 30-амперную розетку RV для использования на отдыхе.
Компания Yoshino также разработала ряд портативных солнечных панелей, которые можно использовать для зарядки электростанций, обеспечивая устойчивый и надежный источник энергии.
В солнечных районах подобная комбинация (мощный аккумулятор и эффективные солнечные батареи) может стать весьма удобной для пользователя. Хотя перспективы в России более туманны, но даже и без солнечных батарей технология SSB может серьезно поменять наше будущее.