Ηλεκτρικά: Τι είναι οι Solid State μπαταρίες, μια τεχνολογία μπαταρίων για EVs που υποσχέται μειωμένο κόστος αγοράς και αυξημένες αυτονομίες
Οι μπαταρίες Solid State(στερέας κατάστασης) αποτελούν το τελευταίο ρεύμα στην ηλεκτροκίνηση, ένα ρεύμα, μάλιστα, που έχει αποκτήσει όλοενα και αυξανόμενο «hype», αφού υποσχέται ακριβώς αυτό που ψάχνουν οι περισσότεροι πιθανοί αγοραστές ηλεκτρικού: Μειωμένο κόστος και αυξημένη αυτονομία.
Όπως και να το κάνουμε, και με ολες τις κρατικές επιδοτήσεις, και με τις προσπαθείες των εταιρείων, το αγοραστικό κοινό δεν έχει πειστεί πλήρως με τα ηλεκτρικά. Οι τιμές, σε ορισμένα μοντέλα, έχουν πέσει κάπως, ωστόσο οι οδηγοί βλέπουν πως θα δώσουν ένα μέγαλο πόσο για αυτοκίνητο, χωρίς να είναι σίγουροι οτι θα τους επιτρέπει να κάνουν τις κινήσεις και μεταφορές που θέλουν.
Οκ, προφάνως, το πρόβλημα έχει να κάνει, κυριώς, με το δίκτυο φόρτισης, το οποιο δεν είναι ακόμη σε θέση να υποστηρίξει μια τεράστια μετανάστευση προς τον ηλεκτρισμό,ώστοσο και οι αυτονομίες των EVs δεν είναι τέτοιες που μπορούν να κάνουν έναν οδηγό να νιώσει σιγουρία.
Μια λύση σε αυτές τις δύο ανησυχίες του κοινού, φαίνεται να είναι οι solid state μπαταρίες, μια τεχνολογία που συζητείται καιρό στον κόσμο της ηλεκτροκίνησης και δοκιμάζεται από τις εταιρείες παραγωγής ηλεκτρικών αυτοκίνητων.
Οι συγκεκριμένες μπαταρίες εμφανίζουν διαφορές στον τρόπο παραγωγής αλλά και διαφορετικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις μπαταρίες λιθίου που χρησιμοποιούν ως και σήμερα τα EVs.
Για να δούμε, όμως, τι ακριβώς είναι οι Solid State Batteries και γιατί υποσχόνται πώς θα αλλάξουν την ηλεκτροκίνηση.
Ηλεκτρικά: Solid state μπαταρίες για μειωμένο κόστος και μεγαλύτερη αυτονομία
Ας ξεκινήσουμε με το να καταλάβουμε πως ακριβώς δουλευούν οι μπαταρίες Solid State και τι διαφορές έχουν με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούν τα ηλεκτρικά σήμερα.
Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούν υγρούς ηλεκτρολύτες, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης βασίζονται σε στερεούς ηλεκτρολύτες.
Στις σημερινές μπαταρίες ιόντων λιθίου, ο ηλεκτρολύτης είναι συνήθως ένα άνυδρο οργανικό υγρό.. Στις μπαταρίες στερεάς κατάστασης, ο ηλεκτρολύτης αποτελείται συχνά από κεραμικές ενώσεις και πολυμερή, υλικά, δηλαδή, με εξαιρετική αγωγιμότητα.
Τα πλεονεκτήματα των Solid State μπαταριών για τα ηλεκτρικά
Αυτές οι θεμελιώδεις διαφορές φέρνουν σημαντικά πλεονεκτήματα:
1. Μεγαλύτερη πυκνότητα ενέργειας, αρά μεγαλύτερη αυτονομία
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν να αποθηκεύσουν περισσότερη ενέργεια από οτι οι μπαταρίες λιθιού. Αυτό σημαίνει οτι οι αυτοκινητοβιομηχανίες μπορούν να πετύχουν μεγαλύτερη αυτονομία για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μικρότερο, συνολικά βάρος, του οχήματος (αφού οι μπαταρίες θα είναι πιο ελαφριές).
3.Γρηγόροτερη φόρτιση
Ο χρόνος φόρτισης μειώνεται αισθητά, καθιστώντας την εμπειρία φόρτισης των EV πιο συγκρίσιμη με τη διαδικασία ανεφοδιασμού καυσίμου, όπως θα έβαζες βενζίνη στο πρατήριο. Για παράδειγμα, ενώ οι τρέχουσες μπαταρίες ιόντων λιθίου χρειάζονται περίπου 36 λεπτά για να φτάσουν στο 80%, οι στερεές μπαταρίες θα μπορούσαν να επιτύχουν το ίδιο επίπεδο φόρτισης σε 10-15 λεπτά.
4. Μεγαλύτερη διάρκεια ζωής
Η φθορά μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου αρχίζει να γίνεται εμφανής μετά από περίπου 1.000 κύκλους φόρτισης, ενώ μια στερεά μπαταρία διατηρεί την απόδοσή της μέχρι και μετά από 5.000 κύκλους. Αυτό σημαίνει λιγότερες αλλαγές μπαταριών και μειωμένα έξοδα συντήρησης για τους ιδιοκτήτες EV. Μην ξεχνάμε πως η αβεβαιότητα με τις μπαταρίες των ηλεκτρικών είναι ένα σημαντικό θέμα που θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε ακριβώς πόση οικονομία μας προσφέρουν τα ηλεκτρικά.
Οι προκλήσεις που αντιμετωπίζουμε
Παρά τα υποσχόμενα πλεονεκτήματα, η ευρεία παραγωγή των μπαταριών Solid State δεν είναι εύκολη υπόθεση. Και εξηγούμε:
1. Τεχνολογικά εμπόδια
Η ανάπτυξη αξιόπιστων και οικονομικά αποδοτικών στερεών ηλεκτρολυτών που αντέχουν στις απαιτήσεις που έχουμε από τα σύγχρονα αυτοκίνητα αποτελεί τεχνική πρόκληση. Οι στερεοί ηλεκτρολύτες είναι πιο εύθραυστοι και ευαίσθητοι στη θερμοκρασία, γεγονός που απαιτεί εξειδικευμένες λύσεις.
2. Κλιμάκωση της παραγωγής
Η κλιμάκωση της παραγωγής για την κάλυψη της ζήτησης της αυτοκινητοβιομηχανίας είναι ένα σοβαρό εμπόδιο. Η προμήθεια πρώτων υλών και η βελτιστοποίηση των διαδικασιών παραγωγής πρέπει να εξελιχθούν ώστε να γίνουν οι στερεές μπαταρίες οικονομικά βιώσιμες. Χρειάζομαστε, δηλαδή, τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης.
3. Κόστος παραγωγής
Η παραγωγή στερεών μπαταριών είναι προς το παρόν ακριβότερη από τις παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Πότε θα Δούμε τις Μπαταρίες Στερεάς Κατάστασης στην Αγορά;
Το πόσο σύντομα οι συγκεκριμένες μπαταρίες θα είναι διαθέσιμες μαζικά στην αγορά, παραμένει ακόμη αβέβαοι. Ωστόσο, οι αυτοκινητοβιομηχανίες και οι κατασκευαστές μπαταριών επενδύουν σημαντικά στην έρευνα και ανάπτυξη για την αντιμετώπιση των υπαρχόντων εμποδίων και στην αναζήτηση λύσεων για να τα ξεπεράσουμε.
Οι ειδικοί προβλέπουν ότι οι πρώτες μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορεί να μπουν στην αγορά έως τα μέσα ή τα τέλη της δεκαετίας του 2020. Αρχικά, η υιοθέτησή τους μπορεί να περιοριστεί σε πολυτελή ηλεκτρικά οχήματα πριν εξαπλωθεί πιο ευρέως και αρχίζουμε να βλέπουμε τα πλεονεκτήματα τους σε μαζικό επίπεδο.