Baterii cu stare solidă sunt considerate viitorul pentru autonomia dispozitivelor , mai mult ca niciodată, dat fiind creșterea vehiculelor electrice. Mai jos vom explica ce sunt, cum funcționează și ce împiedică răspândirea utilizării lor pe piața actuală.
Bateriile în stare solidă sunt mai mici, mai ușoare și asigură o densitate mai mare a puterii decât bateriile litiu-ionice pe bază de electroliți, ceea ce le face mult mai sigure în același timp. Deci, ce blochează utilizarea pe scară largă pe piață? În acest articol vă vom explica în detaliu, dar înainte de a ajunge la acest lucru, este necesar să înțelegeți care sunt aceste tipuri de baterii și cum funcționează.
Care sunt bateriile cu stare solidă și cum funcționează?
Marea diferență între o baterie cu stare solidă și una cu litiu-ion, care sunt cele folosite astăzi, este că în loc să folosească electroliți lichizi, sunt solizi . Bateriile cu ioni de litiu au suferit multe progrese tehnologice, însă experții cred că au atins deja limita eficienței lor și că pasul următor necesită un tip de baterie complet diferit. Acolo intră în imagine bateriile cu stare solidă.
Toate bateriile au trei părți fundamentale: anod, catod și electrolit . Bateria funcționează deoarece are ioni încărcați care vor să călătorească de la catod la anod prin electrolit, iar acest lucru se întâmplă printr-o reacție chimică care are loc în interiorul bateriei și generează electroni liberi.
Drept urmare, pe catod se creează o încărcare pozitivă care atrage electroni liberi - din moment ce au o sarcină negativă - de la anod, iar în timp ce acești electroni călătoresc este atunci când se produce energia care alimentează dispozitivele noastre.
Problema este că numai unele materiale sunt valabile să fie în baterii, deci componentele trebuie alese foarte atent pe baza proprietăților lor chimice. Din acest motiv, avansarea în tehnologia bateriilor presupune îmbunătățirea eficienței unui material existent sau descoperirea de noi materiale care funcționează mai bine. Și din moment ce au testat deja cu toate materialele existente, chiar acum această tehnologie nu mai poate continua să se îmbunătățească .
Bateriile cu stare solidă sunt una dintre descoperirile apărute în acest proces, cea mai promițătoare. Se utilizează electroliți diferiți pentru a atinge același obiectiv ca orice alt tip de baterie, dar mai rapid, mai ieftin și mai puțin predispuse la explozie deci sunt și mai în siguranță.
Este fabricat cel mai bine pregătit electrolit pentru înlocuirea bateriilor cu litiu-ion din sticlă pe bază de sodiu . Potrivit cercetătorilor, acest tip de electrolit produce o baterie cu o densitate de sarcină de trei ori mai mare decât cea curentă și are avantajul că sodiul (sarea) este un material foarte obișnuit pe Pământ, ceea ce îl face ieftin la fabricare și are și un impactul asupra mediului mai redus.
Prin urmare, bateriile cu stare solidă utilizează un electrolit solid în loc de unul lichid sau polimeric care îmbunătățește aproape toate caracteristicile bateriei. Într-adevăr, toate sunt avantaje și este că, de fapt, depășesc cerințele pe care umanitatea le are astăzi. Deci, ce le împiedică să fie folosite peste tot la nivel global?
De ce nu au ajuns încă pe piață
După cum am spus, bateriile în stare solidă sunt foarte promițătoare, deoarece acestea oferă doar avantaje și nu dezavantaje în comparație cu bateriile cu ioni de litiu actuale. Singura problemă există în procesul de fabricație, deoarece este încă fiind cercetat cum putem produce acest tip de baterii la costuri reduse și la scară largă , deoarece în acest moment costurile lor de fabricație le-ar face prea scump pentru ca acestea să fie adoptate pe piață.
Acest lucru înseamnă pur și simplu că dezvoltarea unor astfel de baterii este abia la început și nu va trece mult timp până nu vor găsi o modalitate viabilă de a le produce la scară largă și la costuri reduse. De fapt, companii precum puternica Tesla investesc mult efort în implementarea lor în mașinile lor electrice și, potrivit analiștilor, vom vedea aceste baterii pe piață când se atinge punctul de cotitură, care va fi momentul în care o mașină electrică depășește în termeni de autonomie față de cea pe benzină.