Nowy akumulator półprzewodnikowy podwoi zasięg samochodów elektrycznych

Reklama

Technologia akumulatorów rozwija się w pozornie nie do zatrzymania.

Wydaje się, że każdego miesiąca piszemy o nowych projektach, które mogą przynieść komórki o bardzo dużej wytrzymałości. Jesteśmy podekscytowani możliwościami, jakie nam dają samochody elektryczne 6 samochodów elektrycznych, na które możesz sobie pozwolićMyślisz, że nie stać cię na samochód elektryczny? Źle. Te sześć samochodów pokazuje, jak niedrogie stały się samochody elektryczne. Czytaj więcej które są nie tylko opłacalne, ale także niedrogie.

Podobnie jak nowe baterie niemieckiej elektroniki produkującej tytan, Bosch. Nie tylko mogą trwać dłużej, ale także potencjalnie mogą zobaczyć podróżujące samochody elektryczne podwoić zasięg na tym samym ładowaniu.

Witamy w ekscytującym świecie półprzewodnikowych baterii litowo-jonowych.

Unikalne zalety tych akumulatorów

Zanim przejdziemy do sedna sprawy, prawdopodobnie warto zbadać różnicę między akumulatorami elektrolitycznymi w płynie i w stanie stałym.

Najbardziej znana technologia akumulatorów wykorzystuje ciekły elektrolit. Baterie te można znaleźć wszędzie - od laptopów, przez telefony komórkowe, aż po smartwatche. Ale mają kilka kluczowych wad.

Akumulatory ciekłego elektrolitu wymagają, aby każde ogniwo było zapakowane w gęstą, hermetycznie zamkniętą metalową obudowę. Są one potrzebne dla bezpieczeństwa, ale zmniejszają gęstość energii oraz zwiększają wagę i rozmiar.

Są również (względnie) drogie w produkcji ze względu na skomplikowany i zawiły proces produkcyjny zastosowany w produkcji oraz fakt, że katoda większości akumulatorów litowo-jonowych wykorzystuje tlenek kobaltu - drogi i toksyczny dla środowiska środek chemiczny złożony.

Jest też kwestia bezpieczeństwa. Ogniwa litowo-jonowe są podatne na wybuch i przegrzanie w niesprzyjających warunkach. Na przykład, jeśli komórki się przegrzeją lub zostaną przeładowane, ciśnienie w nich może wzrosnąć. Możesz zobaczyć wyniki na poniższym filmie. Co gorsza, płyn zastosowany w tych bateriach jest wyjątkowo łatwopalny.

Wreszcie, ponieważ każde ogniwo litowo-jonowe musi być zapakowane w bezpieczny, hermetycznie zamknięty sposób, nie można ich wyprodukować wystarczająco małych do wielu zastosowań.

Ale te nowe akumulatory Bosch nie mają tych problemów z prostego powodu: zamiast używać ciekłego elektrolitu, używają nanostrukturalnego stałego elektrolitu polimerowego.

Jeśli mogę się na chwilę rozejrzeć, to są stałe elektrolity polimerowe naprawdę, naprawdę fajnie.

Ponieważ nie zawierają żadnych płynów, nie muszą być trzymane w bezpiecznych, hermetycznie zamkniętych pojemnikach. W rezultacie ogniwa elektrolityczne na stałym polimerze mogą być tak cienkie, jak 0,64 mm. Można je również ustawiać jeden na drugim, aby tworzyć większe zestawy akumulatorów.

Chociaż Bosch rozwija tę technologię, nie stworzył jej. Jest już od jakiegoś czasu. W rzeczywistości Mitsubishi wypuściło laptopa w 1998 roku z supercienką stałą baterią polimerową. Pedion kosztował 6000 USD i miał zaledwie 1,84 centymetra grubości, co czyni go jeszcze bardziej smukłym niż Apple Macbook Air pierwszej generacji.

Ale to nie tylko grubość. Te komórki mogą być tak szerokie, jak chcesz. Oni są po prostu naprawdę elastyczne. A ponieważ są one zwykle umieszczone w pojemnikach foliowych, można je zrolować i wygiąć, dzięki czemu są idealny do urządzeń o zakrzywionych lub nieregularnych kształtach - i do elastycznej nowej generacji elektronika.

Wreszcie, ponieważ te akumulatory są półprzewodnikowe (co oznacza, że ​​nie ma w nich płynu), nie ma szans na wyciek lub zapalenie się. Są zasadniczo bezpieczniejsze. I nie muszą używać tego trującego tlenku kobaltu jako katody. Mogą dosłownie używać dowolnego tlenku metalu.

Krótko mówiąc, półprzewodnikowe baterie litowe są niesamowite. Ale wciąż pozostaje kilka wyzwań technologicznych, które musimy pokonać.

Obietnica techniki Bosch

Większość wyzwań, przed którymi stoi technologia akumulatorów, można po prostu rozwiązać dzięki lepszym procesom produkcyjnym. Często jest to coś, co można rozwiązać, rzucając pieniądze na problem, aż w końcu zniknie, jak widzieliśmy w przypadku Elona Muska oszałamiający gigafabrykat Pożegnanie z firmą energetyczną: dlaczego wkrótce możesz wytwarzać własną energię elektrycznąEnergia słoneczna pozwala na czyste wytwarzanie energii elektrycznej przy użyciu źródła, które gwarantuje, że nigdy nie zabraknie w naszym życiu - słońca. Ale czy kiedykolwiek zdoła pokonać firmy energetyczne? Czytaj więcej .

Ale kiedy zniknie, zniknie na dobre. Przyszłe akumulatory półprzewodnikowe można wytwarzać w procesie „odcięcia”, w którym arkusze elektrolitu są dosłownie „odcięte”. Jak wspomniano wcześniej, nie ma potrzeby stosowania drogiej katody na bazie tlenku kobaltu.

Jedną z wad technologicznych jest to, że akumulatory naprawdę działają tylko w niewygodnie gorącej temperaturze 176ºF, czyli około 80ºC. Oznacza to, że potencjalnie mogą mieć problemy z pracą w niskich temperaturach. Ogranicza to także ich potencjalne zastosowania w intymnych aplikacjach, takich jak technologia noszenia.

Wydaje mi się, że prawdziwą obietnicą tej technologii są samochody elektryczne. Według Bosch może potencjalnie oferować podwojoną długość istniejących akumulatorów za połowę ceny. Ważyłyby również o wiele, wiele mniej. Obecny standardowy akumulator Tesla Model S waży około 1200 funtów (około 540 kg). Te nowe akumulatory Bosch mogą potencjalnie ważyć o połowę mniej, co z kolei zapewnia lepszy przebieg.

Następnie jest argument bezpieczeństwa. Na przykład, jeśli litowo-litowo-płynny akumulator zostanie przebity w wypadku samochodowym, istnieje bardzo realne ryzyko jego wybuchu. Istnieje niezliczona liczba takich przykładów, w tym jeden w październiku 2013 r., W którym Tesla Model S. zapalić się po trafieniu metalowymi odpadkami w stanie Waszyngton. Film z tego stał się wirusowy i spowodował upadek akcji Tesli:

Są też przykłady, w których słaba wentylacja spowodowała przegrzanie akumulatorów, a następnie wybuchnięcie lub pożar. Podobny problem uziemił całą flotę Boeing 787 Dreamliner w 2013 roku. Dopiero cztery miesiące później wznieśli się w przestworza, by uzyskać usługi dochodowe.

Ponieważ akumulatory Bosch są półprzewodnikowe, są z natury bezpieczniejsze.

Nadal będziesz musiał czekać

Te baterie są niesamowite. Są mniejsze, bezpieczniejsze i po prostu lepszy. Ale Bosch spodziewa się, że nie wejdą na rynek do 2020 roku.

Do tego czasu istnieją inne ekscytujące zmiany w technologii akumulatorów, którymi można się ekscytować. Samsung jest praca na baterii Nowy przełom Samsunga może prawie podwoić pojemność bateriiNowy przełom firmy Samsung oferuje ogromny wzrost gęstości akumulatorów litowo-jonowych. Czytaj więcej który wykorzystuje anody krzemowe i oferuje dwukrotnie większą pojemność.

Tymczasem Nanyang Technical University of Singapore jest z zastosowaniem nanorurki z dwutlenkiem tytanu Nowa technologia akumulatorowa ładuje się w dwie minuty, trwa 20 latNa horyzoncie pojawiła się nowa technologia akumulatorów i istnieje duża szansa, że ​​zmieni sposób korzystania z urządzeń Czytaj więcej anody, aby skrócić czas ładowania do dwóch minut i zwiększyć żywotność baterii do dwadzieścia lat.

Jest także technologia grafenowa Najnowsza technologia komputerowa, którą musisz wierzyćSprawdź niektóre z najnowszych technologii komputerowych, które zmienią świat elektroniki i komputerów w ciągu najbliższych kilku lat. Czytaj więcej , który jest jednym z najbardziej obiecujące technologie akumulatorów Technologie akumulatorowe, które zmienią światTechnologia akumulatorów rozwija się wolniej niż inne technologie i jest obecnie długim biegunem namiotu w oszałamiającej liczbie branż. Jaka będzie przyszłość technologii akumulatorowej? Czytaj więcej , a także radykalnie zwiększyć moc obliczeniową używanych przez nas procesorów.

Ekscytujące czasy. Ale co myślisz? Myślisz, że to się przyda? Czy te nowe akumulatory skłonią Cię do zakupu samochodu elektrycznego? Daj mi znać w komentarzach poniżej, a my porozmawiamy.

Kredyty fotograficzne: Bateria telefonu komórkowego Motorola złącze SNN5749A (Uwe Herman)