Bateriile cu stare solidă ar putea fi un mare pas înainte pentru industria tehnologiei, cu efecte mari pentru telefoanelor mobile. De exemplu, o baterie cu stare solidă oferă o capacitate și o densitate de energie mai ridicate în comparație cu bateriile cu litiu-ion, permițând dispozitive mai durabile și mai eficiente.
Dincolo de acest lucru, mai sunt și alte avantaje aduse de o baterie cu stare solidă:
- Se încarcă mai repede și pot fi încărcate și descărcate de mai multe ori, făcându-le mai durabile și mai convenabile pentru utilizatori.
- Bateria cu stare solidă este mai sigură și mai puțin predispusă la deteriorare. Astfel oferă o potențială soluție la limitările bateriilor litiu-ion în ceea ce privește siguranța și performanța
- Tehnologia mobilă și cele mai noi vehicule electrice au multe în comun. Ambele sunt operate de procesoare similare și ambele reprezintă o parte semnificativă a vieții fiecărui proprietar. Cu toate acestea, împărtășesc și cea mai mare slăbiciune a lor – bateria.
- Trebuie spus că bateriile – în special cele reîncărcabile – au parcurs un drum lung. Bateriile moderne litiu-ion oferă capacități mari și pot fi reîncărcate de mai multe ori decât în urmă cu câțiva ani.
Cu toate acestea, odată cu creșterea pieței de vehicule electrice, precum și cu dependența din ce în ce mai mare de tehnologii precum telefoanele și dispozitivele portabile, care au nevoie de baterii de lungă durată, cererea pentru acumulatori mai buni este la un nivel maxim. De asemenea, se pare că bateriile pe bază de litiu-ion atât pot în acest moment și este timpul să lase loc altora. De aceea și producătorii de baterii încearcă diferite tehnologii. Potrivit Pocket-lint, una dintre cele mai promițătoare pare să fie bateria cu stare solidă. Mai jos vă arătăm tot ce trebuie să știți despre acest tip de baterie.
De ce bateriile litiu-ion nu sunt suficiente?
Bateriile litiu-ion sunt prezente în fiecare tehnologie reîncărcabilă în zilele noastre. De la ceasul inteligent la laptop și la mașina electrică pe care o conduceți. Aceste baterii sunt responsabile pentru alimentarea celei mai noi tehnologii. Cu toate acestea, au încă destul de multe deficiențe care au un impact puternic asupra modului în care folosim tehnologia. Cele mai mari două defecte ale bateriilor litiu-ion sunt, fără îndoială, capacitatea lor și faptul că sunt extrem de fragile.
Bateriile smartphone-urilor continuă să devină mai mari, iar procesoarele lor sunt mai eficiente. Cu toate acestea, în general, trebuie să le încărcăm în fiecare zi, deoarece există o cantitate limitată de putere pe care o poate păstra o baterie litiu-ion atât de mică. S-ar putea să nu fie la fel de enervant pentru un telefon, dar ceasurile inteligente și alte dispozitive portabile trebuie să sacrifice puternic performanța pentru a-și reduce consumul de energie. Dacă ar putea să-și mențină factorul de formă mic și să obțină baterii mult mai mari, am putea primi mai multe funcții.
Același lucru este valabil și pentru mașinile electrice. Oamenii doresc ca vehiculele lor electrice să poată parcurge mii de kilometri fără a avea nevoie de o reîncărcare. Cu toate acestea, dimensiunea bateriilor lor este limitată atât de dimensiunea vehiculelor, cât și de greutatea masivă a bateriilor.
Aceasta înseamnă că bateriile litiu-ion sunt adesea cauza limitărilor în tehnologie de care ne plângem. Acesta este și motivul pentru care producătorii caută diferite modalități pentru noi tehnologii de baterie.
Ce este o baterie cu stare solidă?
Una dintre cele mai mari speranțe tehnologice atunci când vine vorba de extinderea duratei de viață a bateriei dispozitivelor dvs. mobile sunt bateriile cu stare solidă. Toyota și Samsung le-au susținut pentru a fi utilizate în viitoarele lor mașini și dispozitive electrice. Cu toate acestea, multe alte companii de automobile și tehnologie fac acum cercetări cu privire la această tehnologie, sperând că într-o zi va înlocui bateriile cu litiu-ion.
După cum sugerează și numele, bateria cu stare solidă nu are lichid în interior. Acest lucru este în contrast cu bateriile litiu-ion, care includ un electrolit lichid care permite ionilor de litiu să curgă de la anod la catod, transferând puterea stocată în baterie către dispozitivul care este alimentat. Bateriile cu stare solidă funcționează în mod similar, dar schimbă stratul de electrolit lichid din baterie cu un electrolit solid. Acest lucru merge împreună cu modificările anodului. Bateriile litiu-ion sunt fabricate cu grafit care are ioni de litiu încadrați în el, iar bateriile cu stare solidă optează pentru un anod metalic de litiu solid.
Aceste două modificări înseamnă că bateriile în sine vor fi mult mai mici, deoarece stratul de electrolit, precum și stratul solid de litiu, pot fi semnificativ mai mici decât omologii lor din bateria litiu-ion. Acesta este unul dintre motivele pentru care o baterie cu stare solidă este mult mai eficientă din punct de vedere energetic decât standardul mai vechi.
De ce bateria cu stare solidă este mai bună?
Bateriile cu stare solidă, dacă toate speranțele legate de această tehnologie se vor îndeplini, vor schimba jocul. Iată o listă cu principalele beneficii ale acestei tehnologii în comparație cu modelele actuale litiu-ion:
- Au o capacitate mai mare. Bateriile cu stare solidă pot stoca mult mai multă energie în același volum. Acest lucru permite dispozitivelor care le folosesc să funcționeze mult mai mult timp, fără a fi mai mari.
- Au o densitate de energie mai mare cu greutate mai mică și densitate de energie mai mare. Adică stochează mai multă energie în același volum ca și bateriile litiu-ion. Bateriile cu stare solidă sunt, de asemenea, mai ușoare decât omologii lor cu litiu-ion. Acest lucru face ca dispozitivele să fie mai ușoare, fără a pierde din capacitatea bateriei.
- Se încarcă mai repede. Bateriile cu stare solidă se încarcă mult mai repede decât cele cu litiu-ion. Este de așteptat ca o baterie cu stare solidă dintr-un vehicul electric să se încarce la capacitate maximă în aproximativ 10 – 15 minute.
- Ele pot fi încărcate și descărcate de mai multe ori. O baterie cu stare solidă este mai durabilă decât o baterie cu litiu-ion. În zilele noastre, bateriile pe bază de litiu-ion garantează de obicei 80% din capacitatea lor originală după 1.000 de cicluri de încărcare. Cele cu stare solidă ar trebui să se îmbunătățească semnificativ la acest scor.
- Sunt mai sigure. Bateriile cu stare solidă nu sunt la fel de predispuse la deteriorare precum celulele cu litiu-ion, deoarece în interior nu există lichid periculos. În plus ele nu provoacă explozii, așa cum este cazul unor baterii litiu-ion instalate necorespunzător. Bateriile cu stare solidă sunt, de asemenea, mai puțin predispuse la deteriorări mecanice, ceea ce le face mai ușor de utilizat în diferite medii.
Cum vor transforma bateriile cu stare solidă telefoanele în viitor?
După cum puteți vedea, există multe beneficii (cel puțin teoretice) pe care bateriile cu stare solidă le au față de omologii lor litiu-ion. Deci, având în vedere acestea, cum ar putea ei să schimbe industria tehnologică? Să începem cu vehiculele electrice, deoarece această industrie a promovat cel mai mult bateriile cu stare solidă. Speranța este că, prin reducerea greutății și creșterea capacității bateriilor, următoarea generație de mașini electrice va putea parcurge mult mai mulți kilometri.
Majoritatea utilizatorilor cer ca mașinile lor nu numai să fie grozave în oraș, ci și să le permită să meargă mulți kilometri, fără a fi nevoie de realimentare/reîncărcare. Cu vehiculele electrice moderne, acest lucru este destul de complicat. La majoritatea raza de acțiune maximă este de aproximativ 500 de kilometri în cel mai bun caz.
O baterie cu stare solidă ar putea fi răspunsul. O astfel de baterie, la un volum mai mic ar putea oferi mult mai multă putere, rezultând distanțe mai mari. În plus, deoarece bateriile în sine sunt mai ușoare, greutatea redusă ar avea un impact pozitiv și asupra gamei viitoarelor vehicule electrice.
Cu toate acestea, această schimbare nu este semnificativă doar pentru mașini. Dacă bateriile cu stare solidă se dovedesc suficient de ușoare și de dense energetică pentru a alimenta motoarele electrice în mașinile zburătoare, am putea observa un impact și mai mare asupra industriei. De exemplu, avioanele sunt acum singurele vehicule care nu au putut profita de boom-ul electrificării.
O tehnologie extrem de utilă pentru ceasurile inteligente
Cu toate acestea, vehiculele nu sunt singura tehnologie care ar putea fi mult mai bună cu bateriile cu stare solidă. Aceste celule ar putea avea, de asemenea, un impact puternic asupra electronicelor dvs. de zi cu zi, cum ar fi laptopurile și telefoanele, dar, cel mai semnificativ, dispozitivele portabile mai mici. Deoarece bateriile sunt mai dense în energie și mai ușoare, ar putea însemna fie dispozitive mai mici și mai ușoare, cu o durată de viață similară a bateriei, fie, și mai bine, dispozitive cu greutate și dimensiuni similare cu ceea ce știm acum, dar care ar putea dura mult mai mult la o singură încărcare.
Această schimbare ar putea să nu fie extraordinară pentru telefoane, dar poate fi neprețuită pentru ceasurile inteligente. Luați, de exemplu, Samsung Galaxy Watch 6 Classic. Este un dispozitiv stelar, dar păcătuiește la durata de viață a bateriei. Bateriile cu stare solidă ar putea elimina această problemă, împreună cu încărcarea mult mai rapidă.
De ce nu sunt încă disponibile bateriile cu stare solidă?
Desigur, pentru moment, toate aceste beneficii sunt puțin mai mult decât iluzii. Chiar dacă tehnologia bateriilor cu stare solidă nu este doar o teorie – există prototipuri funcționale – implementarea sa comercială este încă departe
Cel mai mare obstacol pe care trebuie să-l depășească acum bateriile cu stare solidă este costul de producție. Este adevărat că bateriile cu stare solidă promit să fie mult mai bune în general, dar costurile lor în acest moment le fac să nu fie viabile pentru consumatori. Acest cost se datorează unui proces de fabricație mult mai complicat, precum și materialelor mai scumpe necesare pentru a crea o baterie cu stare solidă. Mai mult, este și cauza cantității de baterii litiu-ion care sunt fabricate. Deoarece sunt produse comercial în cantități uriașe, fabricarea lor este mult mai ieftină decât un produs încă de nișă.
De asemenea, trebuie spus că beneficiile pe care bateria cu stare solidă le aduce încă nu sunt realizate în produsul finit. Chiar dacă tehnologia are potențialul de a oferi rezultate pe toate aceste fronturi, procesele de producție sunt încă subdezvoltate. Înseamnă că până acum nu toate problemele acestora au fost rezolvate, cel puțin nu toate simultan.
Există și preocupări de siguranță. În general, bateriile cu stare solidă sunt mai sigure decât cele litiu-ion, deoarece au mult mai puține puncte slabe. Cu toate acestea, vin cu probleme proprii. Cea mai mare este predispoziția lor la scurtcircuite, care este cauzată de creșterea microscopică a litiului metalic numit dendrite.
Cu toate acestea, chiar și cu toate aceste avertismente, bateriile cu stare solidă sunt considerate bateriile viitorului. Dacă promisiunile lor devin în sfârșit realitate, ne-am putea aștepta la o eră complet nouă a electronicelor și la o modalitate complet nouă de a vă folosi accesoriile tehnice de zi cu zi.