Solid state-batterier betragtes som fremtiden for enheds autonomi , mere nu end nogensinde med ankomsten af elektriske køretøjer. Nedenfor forklarer vi hvad de er, hvordan de arbejder og hvad forhindrer deres brug i at sprede sig på det nuværende marked.
Faststofbatterier er mindre, lettere og giver en højere effekttæthed end flydende elektrolytbaserede lithium-ion-batterier, hvilket gør dem meget sikrere på samme tid. Så hvad blokerer dens store brug på markedet? I denne artikel skal vi forklare det meget detaljeret, men inden vi kommer til dette, er det nødvendigt at forstå, hvad disse typer batterier er, og hvordan de fungerer.
Hvad er solid state-batterier, og hvordan fungerer de?
Den store forskel mellem et faststofbatteri og et lithiumionbatteri, der er de, der bruges i dag, er det i stedet for at bruge flydende elektrolytter er de faste . Lithium-ion-batterier har gennemgået mange teknologiske fremskridt, men eksperter mener, at de allerede har nået grænsen for deres effektivitet, og at det næste trin kræver en helt anden type batteri. Det er her faststofbatterier kommer ind i billedet.
Alle batterier har tre grundlæggende dele: anode, katoden og elektrolytten . Batteriet fungerer, fordi det har opladede ioner, der vil køre fra katoden til anoden gennem elektrolytten, og dette sker gennem en kemisk reaktion, der finder sted inde i batteriet og genererer frie elektroner.
Som et resultat oprettes en positiv ladning på katoden, der tiltrækker frie elektroner - da de har en negativ ladning - fra anoden, og mens disse elektroner bevæger sig, er når energien, der styrker vores enheder, produceres.
Problemet er, at kun nogle materialer er gyldige at være i batterierne, så komponenterne skal vælges meget omhyggeligt baseret på deres kemiske egenskaber. Af denne grund indebærer fremskridt inden for batteriteknologi at forbedre effektiviteten af et eksisterende materiale eller opdage nye materialer, der fungerer bedre. Og da de allerede har testet med alle eksisterende materialer, lige nu denne teknologi kan ikke længere fortsætte med at forbedre sig .
Solid state-batterier er en af de opdagelser, der opstod i denne proces, den mest lovende. Forskellige elektrolytter bruges til at nå det samme mål som enhver anden type batteri, men hurtigere, billigere og mindre tilbøjelige til at eksplodere så de er også sikrere.
Den bedst forberedte elektrolyt til udskiftning af lithium-ion-batterier er lavet natriumbaseret glas . Ifølge forskerne producerer denne type elektrolyt et batteri med tre gange ladetætheden end den nuværende, og har den fordel, at natrium (salt) er et meget almindeligt materiale på jorden, hvilket gør det billigt at fremstille, og det har også en lavere miljøpåvirkning.
Solide tilstandsbatterier bruger derfor en fast elektrolyt i stedet for en væske eller polymer, der forbedrer næsten alle batteriets egenskaber. Faktisk er alle fordele, og er, at de faktisk overskrider de krav, som menneskeheden har i dag. Så hvad forhindrer dem i at blive brugt overalt på verdensplan?
Hvorfor de endnu ikke har nået markedet
Som vi har sagt, er faststofbatterier meget lovende, fordi de kun giver fordele og ingen ulemper sammenlignet med nuværende lithiumionbatterier. Det eneste problem der er i fremstillingsprocessen, da det stadig er bliver undersøgt, hvordan vi kan fremstille denne type batterier til lave omkostninger og i stor skala , da deres produktionsomkostninger på dette tidspunkt ville gøre dem for dyrt for dem at blive vedtaget på markedet.
Dette betyder ganske enkelt, at udviklingen af sådanne batterier lige er begyndt, og det vil ikke vare længe, før de finder en levedygtig måde at fremstille dem i stor skala og til lave omkostninger. Faktisk investerer virksomheder som den magtfulde Tesla en stor indsats i at implementere dem i deres elbiler og ifølge analytikere, vi vil se disse batterier på markedet når vendepunktet nås, hvilket vil være det øjeblik, hvor en elbil overstiger med hensyn til autonomi til en på benzin.
