Οι solid state μπαταρίες με στερεάς μορφής ξηρό ηλεκτρολύτη είναι το επόμενο ορόσημο στην ηλεκτροκίνηση και η Honda ανακοίνωσε ότι δημιούργησε μια τέτοια μπαταρία που διπλασιάζει την αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων.
Η μπαταρία πλήρως στερεάς κατάστασης είναι μια καινοτόμος τεχνολογία που θα αλλάξει το παιχνίδι στην ηλεκτροκίνηση. Στην αντικατάσταση κινητήρων που υποστηρίζουν τις εξελίξεις των αυτοκινήτων μέχρι σήμερα, οι μπαταρίες θα είναι ο βασικός παράγοντας ηλεκτροδότησης» δήλωσε ο Κέιτζι Ότσου πρόεδρος του τμήματος Ερευνας και Ανάπτυξης της Honda.
Αυτές οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης αναμένεται να είναι 50% μικρότερες, 35% ελαφρύτερες και 25% φθηνότερες στην κατασκευή από τις μπαταρίες υγρού ιόντων λιθίου που βρίσκονται στα σημερινά ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, το κύριο εμπόδιο στην τεχνολογία είναι ότι οι κυψέλες στερεάς κατάστασης που έχει αναπτύξει μέχρι σήμερα η Honda είναι πολύ μικρές για να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτε υπάρχοντα μοντέλα οχημάτων. Ο στόχος της νέας εγκατάστασης είναι να λύσει αυτό το πρόβλημα ξεκινώντας από το 2025.
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης βασίζονται σε έναν στερεό ηλεκτρολύτη — μια ουσία που επιτρέπει τη ροή ιόντων, αλλά όχι ηλεκτρονίων, μέσω αυτού. Οι ηλεκτρολύτες επιτρέπουν στα θετικά φορτισμένα ιόντα να ταξιδεύουν μεταξύ των δύο άκρων μιας μπαταρίας, που χαρακτηρίζονται από θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια – κάθοδοι και άνοδοι αντίστοιχα. Καθώς το κάνουν, τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια έλκονται από την άνοδο στην κάθοδο μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος για να δημιουργήσουν ένα φορτίο.
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης αντικαθιστούν τον υγρό ηλεκτρολύτη – συνήθως μια ένωση λιθίου σε πολυμερές γέλη ή υγρό – που βρίσκεται σε μπαταρίες ιόντων λιθίου με στερεό υλικό, όπως κεραμικά όπως ορθοπυριτικό λίθιο ή γυαλί.
Τα τεχνικά χαρακτηριστικά
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι ενεργειακά πιο πυκνές από τις μπαταρίες ισοδύναμου μεγέθους που χρησιμοποιούν υγρό ηλεκτρολύτη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι μπαταρίες υγρών ιόντων λιθίου χρειάζονται άνοδοι γραφίτη για την αποθήκευση και τον έλεγχο της ροής των ιόντων μέσα στον ηλεκτρολύτη της μπαταρίας.
Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης μπορούν αντ ‘αυτού να χρησιμοποιούν μια άνοδο καθαρού μετάλλου λιθίου, η οποία είναι πιο πυκνή σε ενέργεια και έτσι μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερα ιόντα στην ίδια ποσότητα ή ακόμη και σε μικρότερο χώρο από μια άνοδο γραφίτη.
Επιπλέον, τα εξαρτήματα στερεάς κατάστασης δεν χρειάζεται να έχουν προσεκτικό έλεγχο θερμοκρασίας, όπως κάνουν τα τυπικά συστήματα μπαταριών ιόντων λιθίου. Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι επίσης ασφαλέστερες, επειδή μπορούν να αφαιρέσουν διαλύτες, όπως το ανθρακικό αιθυλένιο, που χρησιμοποιείται συνήθως για υγρούς ηλεκτρολύτες, που μπορεί να πιάσουν φωτιά εάν το στοιχείο της μπαταρίας καταστραφεί.
Αν και οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης δεν είναι καινούριες, δεν έχουν ακόμη παραχθεί στο μέγεθος και την κλίμακα που απαιτούνται για τα ηλεκτρικά οχήματα. Όχι μόνο είναι πιο ακριβές στην κατασκευή τους από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, αλλά οι τεχνικές προκλήσεις εξακολουθούν να τις εμποδίζουν να είναι αρκετά αξιόπιστες για ηλεκτρικά οχήματα.
Το μεγαλύτερο πρόβλημα είναι η ευθραυστότητα του κεραμικού διαχωριστή, ο οποίος χρησιμοποιείται για να μην αγγίζουν την άνοδο και την κάθοδο, η οποία μπορεί να αρχίσει να σπάει με την πάροδο του χρόνου λόγω της διαστολής και της συστολής που προκαλείται από χημικές αντιδράσεις. Εάν αυτό συμβεί στον διαχωριστή, ο οποίος είναι επίσης ο στερεός ηλεκτρολύτης, μπορεί να προκαλέσει βραχυκύκλωμα μεταξύ των ηλεκτροδίων και να προκαλέσει δυσλειτουργία της μπαταρίας.
Η Honda λέει ότι βρήκε λύση να ξεπεράσει όλα τα εμπόδια και μέσα στην επόμενη πενταετία θα ρίξει στην αγορά αυτές τις νέες μπαταρίες.
Naftemporiki.gr
