Det nye faststofbatteri dobler elbilområdet

Reklame

Batteriteknologien går fremad med en tilsyneladende ustoppelig hastighed.

Det føles som hver måned, vi skriver om en eller anden ny udvikling eller anden, med potentialet til at skabe ultralange udholdenhedsceller. Vi bliver begejstrede for de muligheder, disse giver os, som elbiler 6 elbiler, som du faktisk har råd tilTror du ikke har råd til en elbil? Forkert. Disse seks biler viser hvor overkommelige elbiler er blevet. Læs mere der ikke kun er levedygtige, men også overkommelig.

Som disse nye batterier fra tysk elektronikproduktion titan, Bosch. Ikke kun kan de vare længere, men de kan også potentielt se elbiler køre dobbelt rækkevidde på samme opladning.

Velkommen til den spændende verden af ​​solid-state Lithium Ion-batterier.

De unikke fordele ved disse batterier

Så inden vi kommer ind i kødet, er det sandsynligvis værd at undersøge forskellen mellem flydende og faste elektrolytbatterier.

Den batteriteknologi, du er mest kendt med, bruger en flydende elektrolyt. Disse batterier kan findes overalt - fra bærbare computere, til mobiltelefoner, til smartwatches. Men de kommer med et par vigtige ulemper.

Flydende elektrolytbatterier kræver, at hver celle pakkes i et tæt, hermetisk forseglet metalhus. Disse er nødvendige for sikkerheden, men reducerer energitætheden og tilføjer vægt og størrelse.

De er også (relativt) dyre at fremstille som et resultat af den komplicerede og indviklede fremstillingsproces, der anvendes til fremstilling dem, og det faktum, at katoden i de fleste litiumionbatterier bruger koboltoxid - et dyrt og miljøfarligt kemikalie forbindelse.

Der er også et spørgsmål om sikkerhed. Lithium-ion-celler er tilbøjelige til at eksplodere og overophedes under ugunstige forhold. Hvis cellerne overophedes eller overoplades, for eksempel kan trykket inde i dem opbygge. Du kan se resultaterne i videoen herunder. For at gøre tingene værre er væsken, der bruges i disse batterier, ekstremt brandfarlig.

Endelig, fordi hver lithium-ion-celle skal pakkes på en sikker, hermetisk forseglet måde, kan de ikke fremstilles små nok til mange anvendelser.

Men disse nye batterier fra Bosch har ikke disse problemer af en simpel grund: snarere end at bruge en flydende elektrolyt, bruger de en nanostruktureret fast polymerelektrolyt.

Hvis jeg måske nører ud et øjeblik, er faste polymerelektrolytter virkelig, virkelig cool.

Fordi de ikke har nogen væske, behøver de ikke at være indeholdt i sikre, hermetisk lukkede containere. Som et resultat kan faste polymer-elektrolytceller fremstilles så tynde som 0,64 mm. De kan også stables for at skabe større batteripakker.

Selvom Bosch skubber denne teknologi fremad, oprettede de ikke den. Det har eksisteret i et stykke tid. Faktisk frigav Mitsubishi en bærbar computer i 1998 med et supertyndt fast polymerbatteri. Pedion koster $ 6.000 og var kun 1,84 centimeter tyk, hvilket gjorde den endnu mere flot end den første generation Apple Macbook Air.

Men det er ikke kun tykkelse. Disse celler kan være så brede, som du vil. De er retfærdige virkelig fleksibel. Og fordi de almindeligvis ligger i folie-containere, kan de rulles og bøjes, hvilket gør dem ideel til enheder, der kommer i buede eller uregelmæssige former - og til næste generations fleksible elektronik.

Endelig, fordi disse batterier er i fast tilstand (hvilket betyder, at der ikke er nogen væske involveret), er der ingen chance for, at de kan lække eller tage ild. De er grundlæggende sikrere. Og de behøver ikke at bruge det giftige koboltoxid som en katode. De kan bogstaveligt talt bruge ethvert metaloxid.

Kort sagt, faststof-lithium-batterier er fantastiske. Men der er stadig et par teknologiske udfordringer, vi først skal overvinde.

Løftet om Bosch's Tech

De fleste udfordringer, som denne batteriteknologi står overfor, kan ganske enkelt løses gennem bedre fremstillingsprocesser. Dette er ofte noget, der kan løses ved at kaste penge på problemet, indtil det til sidst forsvinder, som vi har set med Elon Musks sindssygende gigafactory Farvel Power Company: Hvorfor du snart snart producerer din egen elektricitetSolenergi tillader ren produktion af elektricitet ved hjælp af en kilde, der garanteres aldrig løber tør i vores levetid - solen. Men vil det nogensinde slå elselskaberne ud? Læs mere .

Men når den forsvinder, forsvinder den for godt. Fremtidige solid-state-batterier kan fremstilles ved hjælp af en 'udskåret' proces, hvor der er ark af elektrolytten, der bogstaveligt talt er 'skåret væk'. Og som tidligere nævnt er der ikke behov for en dyre cobaltoxidbaseret katode.

En teknologisk ulempe er, at batterierne kun fungerer virkelig ved en ubehageligt varm 176ºF, eller ca. 80ºC. Dette betyder, at de potentielt kan kæmpe for at arbejde under kolde forhold. Det begrænser også deres potentielle anvendelser i intime applikationer, f.eks. Bærbar teknologi.

Det virkelige løfte om denne teknik, synes jeg, er i elektriske biler. Ifølge Bosch kunne det potentielt tilbyde dobbelt så lang længde af eksisterende batterier til halvdelen af ​​prisen. De ville også veje meget, meget mindre. Det nuværende standard Tesla Model S-batteri vejer ca. 1.200 pund (ca. 540 KG). Disse nye batterier fra Bosch kunne potentielt veje halvdelen af ​​det, hvilket igen giver bedre milage.

Så er der sikkerhedsargumentet. Hvis et flydende-elektrolyt-lithiumbatteri punkteres i en bilulykke, er der for eksempel den meget reelle risiko, det kan eksplodere. Der har været utallige eksempler på disse, herunder et i oktober 2013, hvor en Tesla Model S gik ild i efter at have ramt metalrester i Washington State. Videoen af ​​det gik viralt og sendte Tesla-lager tumbling:

Så er der eksempler på, at dårlig ventilation har forårsaget, at batterierne overophedes, og som følgelig eksploderer eller fyrer i brand. Et lignende problem grundlagde hele Boeing 787 Dreamliner-flåden i 2013. De tog først til himlen for indtægtsydelser fire måneder senere.

Da disse batterier fra Bosch er i fast tilstand, er de iboende sikkert.

Du skal stadig vente, selvom

Disse batterier er fantastiske. De er mindre, sikrere og ganske enkelt bedre. Men Bosch forventer, at de ikke vil ramme markedet før i 2020.

Indtil da er der nogle andre spændende udviklinger inden for batteriteknologi at blive begejstrede for. Samsung er det arbejder på et batteri Nyt Samsung gennembrud kan næsten være dobbelt batterikapacitetEt nyt gennembrud fra Samsung tilbyder enorme stigninger i lithium-ion-batterier. Læs mere der bruger siliciumanoder og tilbyder dobbelt så stor kapacitet.

I mellemtiden er Nanyang tekniske universitet i Singapore under anvendelse af titandioxid nanorør Ny batteriteknologi genoplades på to minutter, varer 20 årDer er en ny batteriteknologi i horisonten, og der er en god chance for, at det vil ændre den måde, du bruger dine enheder på Læs mere anoder for at fremskynde opladningstider til to minutter og øge et batteris levetid til 20 år.

Der er også grafenteknologi Den seneste computerteknologi, du skal se for at troTjek nogle af de nyeste computerteknologier, der er indstillet til at omdanne verden af ​​elektronik og pc'er i de næste par år. Læs mere , som er en af ​​de mest lovende batteriteknologier rundt Batteriteknologier, der vil ændre verdenBatteriteknologi er vokset langsommere end andre teknologier, og er nu den lange teltstang i et svimlende antal industrier. Hvad bliver fremtidens batteriteknologi? Læs mere , samt radikalt øge beregningskraften for de processorer, vi bruger.

Spændende tider. Men hvad synes du? Tror du, at det vil komme videre? Vil disse nye batterier svæve dig til at få en elbil? Fortæl mig det i kommentarerne herunder, så vi chatter.

Fotokreditter: Motorola mobiltelefonbatteri SNN5749A-stik (Uwe Herman)