Che cosa È Una Batteria Solid-State e Saranno Loro a Risolvere i Nostri Problemi di durata della Batteria?

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La tecnologia Mobile è in aumento in potenza esponenziale, ma la batteria tech non è al passo. Stiamo raggiungendo i limiti fisici convenzionali agli ioni di litio e ai polimeri di litio disegni possono fare. La soluzione potrebbe essere una cosa chiamata a stato solido batteria.

Che cosa è Un Solido Stato della Batteria?

In una batteria convenzionale design—più comunemente agli ioni di litio—solido due elettrodi di metallo sono utilizzati con un liquido sale di litio, che agisce come un elettrolita. Ionico particelle spostare da un elettrodo (catodo) all’altro (l’anodo), come la carica della batteria, e in senso inverso, quando si scarica. Il liquido sale di litio elettrolita è il mezzo che permette il movimento. Se hai mai visto una batteria di corrodere o ottenere forato, “l’acido della batteria” che trasuda (o a volte esplode) è il liquido elettrolita.

In un solido stato della batteria, sia il positivo e il negativo elettrodi e l’elettrolita tra di loro sono solidi pezzi di metallo, di lega o di qualche altro materiale sintetico. Il termine “stato solido” potrebbe ricordare di SSD unità di dati, e non è una coincidenza. Solid-state drive di storage utilizzano la memoria flash, che non si muove, rispetto a un disco rigido standard, che memorizza i dati su un disco magnetico alimentato da un piccolo motore.

Se l’idea di stato solido batterie è stato intorno per decenni, i progressi nel loro sviluppo, sono solo all’inizio, attualmente spinto dagli investimenti aziende di elettronica, costruttori e industriali in genere i fornitori.

Cosa c’è di Meglio a Stato Solido Batterie?

A stato solido batterie promessa di un paio di vantaggi rispetto ai loro riempito di liquido, cugini, una migliore durata della batteria, ricarica più veloce e una più sicura esperienza.

A stato solido batterie comprimere l’anodo, catodo, e di elettroliti in tre tv strati invece di sospendere gli elettrodi in un elettrolita liquido. Ciò significa che è possibile renderli più piccoli—o almeno, lusingare—mentre la holding dell’energia di una più ampia base di liquidi della batteria. Quindi, se hai sostituito la batteria agli ioni di litio o ai polimeri di litio nel tuo cellulare o computer portatile con una batteria solid-state le stesse dimensioni, potrebbe ottenere molto di più di carica. In alternativa, è possibile fare un dispositivo che mantiene la stessa carica molto più piccole o più sottile.

A stato solido, le batterie sono anche più sicuro, poiché non c’è tossico, infiammabile liquido, rovesciare, e non di uscita del calore convenzionali batterie ricaricabili. Quando viene applicato per le batterie di alimentazione corrente di elettronica o anche le auto elettriche, che potrebbero ricarica molto più veloce, troppo—ioni poteva muoversi molto più velocemente dal catodo verso l’anodo.

Secondo le ultime ricerche, una a stato solido batteria potrebbe sovraperformare convenzionali batterie ricaricabili da 500% o più, in termini di capacità, e carica in un decimo del tempo.

Quali Sono gli Svantaggi?

Perché a stato solido, le batterie sono una tecnologia emergente, sono incredibilmente costosi da produrre. Così costosi, infatti, che non si è installato in qualsiasi grande consumer electronics, al momento della scrittura. Nel 2012, gli analisti di scrittura per l’Università della Florida di Analisi Software e dei Materiali Avanzati di Elaborazione dipartimento stima che un tipico telefono cellulare-dimensioni a stato solido batteria costerebbe circa $15.000 per la produzione. Uno abbastanza grande per alimentare un’auto elettrica, avrebbe un costo di $100.000.

Fare una batteria solid-state abbastanza grande per alimentare il telefono costa migliaia di dollari di oggi.

Parte di questo è perché le economie di scala non sono in posizione di centinaia di milioni di batterie ricaricabili sono effettuati ogni anno, per cui il costo di fabbricazione dei materiali e delle attrezzature sono distribuiti attraverso grandi linee di alimentazione. Ci sono solo poche aziende, università e ricerca a stato solido batterie, quindi il costo di produzione è astronomico.

Un altro problema è il materiale. Mentre le proprietà di vari metalli, leghe, e sali metallici utilizzati per convenzionali batterie ricaricabili è noto, al momento non conoscere la chimica e la composizione atomica per un elettrolita solido tra metallizzato anodi e catodi. La ricerca attuale sta restringendo questo in giù, ma abbiamo bisogno di raccogliere più affidabile dei dati prima di poter raccogliere o la sintesi di materiali e di investire in processi di produzione.

Quando avrò a disposizione una Batteria Solid-State?

Come per tutte le tecnologie emergenti, cercando di capire quando avrai le tue mani su di esso è congetture al meglio.

È incoraggiante vedere che molti enormi multinazionali stanno investendo nella ricerca, necessari per portare a stato solido, le batterie nel mercato consumer, ma timido di un importante passo avanti nell’immediato futuro, è difficile dire se ci sarà un grande salto in avanti. Almeno una società di autonoleggio, dice di essere pronto a mettere uno in un veicolo entro il 2023, ma non immagino quanto potrebbe costare. Cinque anni sembra eccessivamente ottimista; dieci anni sembra più probabile. Potrebbe essere una ventina di anni o più prima che i materiali sono corrisposti al momento e i processi di produzione sono sviluppati.

Ma come abbiamo detto all’inizio dell’articolo, batteria convenzionale tech sta iniziando a colpire un muro. E non c’è niente come il potenziale di vendita per stimolare la ricerca e lo sviluppo. È almeno leggermente (molto leggermente) possibile che si potrebbe essere in grado di utilizzare un gadget o un auto alimentato da una batteria solid-state presto.

Immagine di credito: Sucharas Wongpeth/Shutterstock, Daniel Krason/Shutterstock