EVs erobern langsam den Automobilmarkt weltweit. Es gab eine Zeit, in der Skepsis darüber herrschte, wann die Einführung von Elektrofahrzeugen tatsächlich beginnen würde, aber jetzt verkaufen sich Elektrofahrzeuge so gut, dass die Hersteller nicht genug davon verdienen können. Ein großer Kritikpunkt, der Elektrofahrzeuge geplagt hat, dreht sich jedoch um die Batterietechnologie.
Die gute Nachricht ist, dass eine neue Batterietechnologie auf dem Weg ist, und Festkörperbatterien sind Teil dieser neuen Welle der Batterietechnologie, die den Markt revolutionieren wird. Was ist also eine Festkörperbatterie und wie wird sie Ihr Elektrofahrzeug verbessern?
Was sind Festkörperbatterien?
Festkörperbatterien übertreffen traditionelle Lithium-Ionen-Batterien in jeder theoretischen Metrik, einschließlich der Reichweite des heiligen Grals von Elektrofahrzeugen. All dies ist natürlich nur Theorie, denn Festkörperbatterien müssen noch in einem Serienfahrzeug verbaut werden große Autohersteller, die Elektrofahrzeuge anbieten.
Unabhängig davon baut sich der Hype um Festkörperbatterien auf, weil die Veränderungen, die sie versprechen, wirklich revolutionär sind. Festkörperbatterien verfügen über einen festen Elektrolyten, während herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien einen verwenden Flüssigelektrolyt zur Unterstützung der Bewegung von Ionen zwischen den positiven und negativen Elektroden des Batterie.
Dieser große Unterschied ist der Katalysator für viele Vorteile, die Festkörperbatterien gegenüber herkömmlichen Batterien genießen. Solid-State-Batterien versprechen auch eine überlegene Energiedichte im Vergleich zu Lithium-Ionen, was in Laien ist Begriffe bedeutet, dass Sie mit einer Festkörperbatterie der gleichen Größe wie einer Lithium-Ionen-Batterie mehr Reichweite erzielen können.
Die zusätzliche Leistungsdichte reduziert auch das Gewicht, da Sie einen kleineren und leichteren Akku einpacken können in ein Fahrzeug, und diese Batterie bietet Ihnen die gleiche Leistung wie eine schwerere Lithium-Ionen-Batterie Batterie. Eine weitere zu berücksichtigende Sache sind die Verpackungsvorteile. Festkörperbatterien nehmen weniger Platz ein, sodass Hersteller sie effizienter verpacken können, was besonders für leistungsstarke Elektrofahrzeuge von Vorteil ist, die den Schwerpunkt des Fahrzeugs senken möchten.
Wie funktionieren Festkörperbatterien?
Nun, in Bezug auf das Sein einer Batterie sind sie Lithium-Ionen-Batterien eigentlich ziemlich ähnlich. Sie erzeugen Strom durch die Bewegung von Ionen zwischen Kathode und Anode (oder Elektroden) und erzeugt einen elektrischen Fluss, der umgeleitet werden kann, um den Elektromotor eines Fahrzeugs anzutreiben. Wenn Ionen von der positiven Elektrode (Kathode) zur negativen Elektrode (Anode) fließen, lädt sich die Batterie auf. Ist das Gegenteil der Fall, gibt die Batterie Energie ab.
Bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien schließen Anode und Kathode eine mittlere Trennschicht ein, die verhindert, dass sich die Elektrolyte der beiden Elektroden vermischen. Bei Festkörperbatterien ist der Separator jedoch nicht vorhanden, da der Elektrolyt tatsächlich fest ist, was leichtere Batterien und eine bessere Verpackung verspricht. Ionen bewegen sich immer noch durch den Festelektrolyten, aber die größere Dichte des Festelektrolyten liefert eine größere Energiedichte.
Ein weiterer Vorteil des Festelektrolyten sind weniger Sicherheitsrisiken, da keine Flüssigkeit austreten kann bei einem Unfall versehentlich durchstochen werden, wodurch das Risiko potenzieller Brände durch möglicherweise entzündliche Stoffe verringert wird Elektrolyt.
Festkörperbatterien können möglicherweise eine höhere Energiedichte aufweisen als normale Lithium-Ionen-Batterien, was auf mehrere Gründe zurückzuführen ist. Entsprechend MIT Nachrichten, liegt einer der Hauptgründe für die höhere Energiedichte von Festkörperbatterien darin, dass diese Batterien eine Elektrode aus reinem Lithiummetall aufweisen.
Der potenzielle Gewinn an Energiedichte, den Festkörperbatterien bieten, ergibt sich aus der Tatsache, dass sie die Verwendung von reinen Batterien ermöglichen Lithiummetall als eine der Elektroden, die viel leichter ist als die derzeit verwendeten Elektroden aus Lithium-infundiert Graphit.
Sowohl die Kathode als auch der Elektrolyt sind in einer Festkörperbatterie fest, was ein weiterer Durchbruch ist Dadurch können diese Batterien im Vergleich zu herkömmlichen Batterien eine so erstaunliche Leistung versprechen Angebote.
Gibt es Nachteile von Festkörperbatterien?
Festkörperbatterien klingen perfekt, sind es aber natürlich nicht. Bei der Erörterung von Festkörperbatterien sind einige Dinge zu beachten, und es ist ratsam zu wissen, wo die Technologie derzeit steht.
Es ist von größter Bedeutung, das Potenzial der Technologie von ihrem derzeitigen Stand zu trennen. Die Erforschung von Festkörperbatterien ist im Gange, und die Technologie ist offensichtlich nicht so fortschrittlich wie Lithium-Ionen-Batterien, weshalb sie in Ihrem Tesla, Chevy Bolt oder anderem nicht verfügbar sind.
Eines der Hauptprobleme, das überwunden werden muss, ist die Bewegung von Ionen durch den Feststoffseparator. Entsprechend Flash-Batterie, muss der Separator der Festkörperbatterie bei einer hohen Temperatur arbeiten, um effektiv zu arbeiten.
Ionen sind Materie, Atome, und es macht daher Sinn, dass sie sich in einer Flüssigkeit leichter bewegen, während ein Festkörper (ein keramischer Separator) muss eine spezielle Zusammensetzung haben, damit sich Ionen bewegen können frei.
Es gibt bereits Hochleistungsabscheider in diesem Sinne, aber nur bei hohen Temperaturen, denn feste Elektroden werden nur zu guten Leitern bei Temperaturen über 50 Grad. Diese Grenze führt dazu, dass die Solid-State-Technologie in realen Fahrzeugen noch kaum zum Einsatz kommt, da nicht davon ausgegangen werden kann, dass die Batterie immer heiß ist
Offensichtlich ist keine Technologie von Anfang an perfekt, und auf dem Gebiet der Festkörperbatterien wird weiter geforscht. Es gibt noch andere Nachteile, aber es werden viele Ressourcen eingesetzt, um Lösungen für diese Probleme zu finden.
Die Festkörperbatterietechnologie wird von der Automobilindustrie massiv unterstützt, und diese Investitionen werden die Produktionsreife dieser Batterien beschleunigen. Die EV-Palette von VW wird definitiv von diesen möglichen Durchbrüchen in der Batterietechnologie profitieren.
Erwarten Sie, bald Festkörperbatterien zu sehen
EV-Hersteller setzen auf Festkörperbatterietechnologie, und Automobilgiganten stellen Mittel dafür bereit Forschung und Entwicklung von Festkörperbatterietechnologien werden nur dazu beitragen, die Zeit zu verkürzen, die erforderlich ist, um sie zu erreichen Markt.
Festkörperbatterien bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien viel zu viele Vorteile, um sie zu ignorieren. Erwarten Sie in den kommenden Jahren viele weitere Durchbrüche in der Festkörperbatterietechnologie und einen massiven Vorstoß, um diese Batterien für den Einsatz in Elektrofahrzeugen kommerziell nutzbar zu machen.