Nieuwe Solid State-batterij verdubbelt elektrisch bereik

Advertentie

De batterijtechnologie ontwikkelt zich met een schijnbaar niet te stoppen snelheid.

Het voelt alsof we elke maand over nieuwe of andere ontwikkelingen schrijven, met het potentieel om ultra-lange duurcellen tot stand te brengen. We worden enthousiast over de mogelijkheden die deze ons bieden elektrische auto's 6 elektrische auto's die u zich daadwerkelijk kunt veroorlovenDenk je dat je je geen elektrische auto kunt veroorloven? Mis. Deze zes auto's laten zien hoe betaalbaar elektrische auto's zijn geworden. Lees verder die niet alleen levensvatbaar zijn, maar ook betaalbaar.

Zoals deze nieuwe batterijen van de Duitse titan van de elektronica-industrie, Bosch. Ze kunnen niet alleen langer mee, maar ze kunnen ook elektrische auto's zien reizen verdubbel het bereik met dezelfde lading.

Welkom in de opwindende wereld van solid-state lithium-ionbatterijen.

De unieke voordelen van deze batterijen

Dus voordat we op de zaak ingaan, is het waarschijnlijk de moeite waard om het verschil tussen vloeibare en vaste elektrolytbatterijen te onderzoeken.

De batterijtechnologie die u het meest kent, maakt gebruik van een vloeibare elektrolyt. Deze batterijen zijn overal te vinden - van laptops, mobiele telefoons tot smartwatches. Maar ze hebben een paar belangrijke nadelen.

Vloeibare elektrolytbatterijen vereisen dat elke cel wordt verpakt in een dichte, hermetisch afgesloten metalen behuizing. Deze zijn nodig voor de veiligheid, maar verminderen de energiedichtheid en voegen gewicht en grootte toe.

Ze zijn ook (relatief) duur om te produceren, als gevolg van het ingewikkelde en ingewikkelde productieproces dat wordt gebruikt bij het maken en het feit dat de kathode van de meeste lithium-ionbatterijen kobaltoxide gebruikt - een dure en voor het milieu giftige chemische stof verbinding.

Er is ook een kwestie van veiligheid. Lithium-ioncellen kunnen onder ongunstige omstandigheden exploderen en oververhit raken. Als de cellen bijvoorbeeld oververhit raken of overladen, kan de druk in de cellen zich ophopen. Je kunt de resultaten zien in de onderstaande video. Tot overmaat van ramp is de vloeistof die in deze batterijen wordt gebruikt, uiterst brandbaar.

Ten slotte, omdat elke lithium-ioncel op een veilige, hermetisch afgesloten manier moet worden verpakt, kunnen ze niet klein genoeg worden vervaardigd voor veel toepassingen.

Maar deze nieuwe batterijen van Bosch hebben deze problemen niet, om een ​​eenvoudige reden: in plaats van een vloeibare elektrolyt te gebruiken, gebruiken ze een nano-gestructureerde vaste polymeer elektrolyt.

Als ik even uit mag, zijn solide polymere elektrolyten echt heel cool.

Omdat ze geen vloeistof bevatten, hoeven ze niet te worden gehuisvest in veilige, hermetisch afgesloten containers. Als resultaat kunnen elektrolytcellen van een vast polymeer zo dun worden gemaakt als 0,64 mm. Ze kunnen ook worden gestapeld om grotere batterijen te maken.

Hoewel Bosch deze technologie naar voren duwt, hebben ze deze niet gemaakt. Het bestaat al een tijdje. Mitsubishi bracht in 1998 een laptop uit met een superdunne solide polymeerbatterij. De Pedion kostte $ 6.000 en was slechts 1,84 centimeter dik, waardoor hij zelfs nog slimmer was dan de eerste generatie Apple Macbook Air.

Maar het is niet alleen dikte. Deze cellen kunnen zo breed zijn als u wilt. Ze zijn gewoon werkelijk flexibel. En omdat ze vaak in foliecontainers worden gehuisvest, kunnen ze worden gerold en gebogen, waardoor ze worden gemaakt ideaal voor apparaten met gebogen of onregelmatige vormen - en voor de volgende generatie flexibel elektronica.

Ten slotte, omdat deze batterijen solid-state zijn (wat betekent dat er geen vloeistof bij betrokken is), is er geen kans dat ze kunnen lekken of vlam vatten. Ze zijn fundamenteel veiliger. En ze hoeven dat giftige kobaltoxide niet als kathode te gebruiken. Ze kunnen letterlijk elk metaaloxide gebruiken.

Kortom, solid-state lithiumbatterijen zijn geweldig. Maar er zijn nog een paar technologische uitdagingen die we eerst moeten overwinnen.

The Promise Of Bosch’s Tech

De meeste uitdagingen waarmee deze batterijtechnologie wordt geconfronteerd, kunnen eenvoudig worden opgelost door betere productieprocessen. Dit is vaak iets dat kan worden opgelost door geld naar het probleem te gooien totdat het uiteindelijk verdwijnt, zoals we hebben gezien met Elon Musk's geestverruimende gigafabriek Goodbye Power Company: waarom u binnenkort uw eigen elektriciteit opwektZonne-energie maakt schone elektriciteit opwekking mogelijk, met behulp van een bron die gegarandeerd nooit opraakt tijdens ons leven - de zon. Maar zal het ooit de energiebedrijven verslaan? Lees verder .

Maar als het weggaat, gaat het voorgoed weg. Toekomstige solid-state batterijen kunnen worden vervaardigd met behulp van een ‘cut away’ proces, waarbij er elektrolytvellen zijn die letterlijk ‘cut away’ zijn. En zoals eerder vermeld, is er geen dure kathode op basis van kobaltoxide nodig.

Een technologisch nadeel is dat de batterijen alleen echt werken bij een onaangenaam hete 176ºF, of ongeveer 80ºC. Dit betekent dat ze mogelijk moeite hebben om in koude omstandigheden te werken. Het beperkt ook hun potentiële gebruik in intieme toepassingen, zoals draagbare technologie.

De echte belofte van deze technologie zit volgens mij in elektrische auto's. Volgens Bosch zou het potentieel het dubbele van de lengte van bestaande batterijen kunnen bieden, voor de helft van de prijs. Ze zouden ook veel, veel minder wegen. De huidige standaard Tesla Model S-batterij weegt ongeveer 1.200 pond (ongeveer 540 kg). Deze nieuwe batterijen van Bosch kunnen mogelijk de helft wegen en zorgen op hun beurt voor een beter rendement.

Dan is er het veiligheidsargument. Als een vloeibare elektrolyt-lithiumbatterij bijvoorbeeld door een auto-ongeluk lek raakt, is er een zeer reëel risico dat deze kan exploderen. Er zijn talloze voorbeelden hiervan geweest, waaronder een in oktober 2013 waarin een Tesla Model S vloog in brand na het raken van metaalafval in de staat Washington. De video daarvan ging viraal en stuurde Tesla-aandelen tuimelen:

Dan zijn er voorbeelden waarbij door slechte ventilatie batterijen oververhit zijn geraakt en vervolgens exploderen of in brand vliegen. Een soortgelijk probleem was de oorzaak van de gehele Boeing 787 Dreamliner-vloot in 2013. Ze gingen pas vier maanden later weer de lucht in voor inkomsten.

Omdat deze batterijen van Bosch solid-state zijn, zijn ze inherent veiliger.

Je zult nog steeds moeten wachten

Deze batterijen zijn geweldig. Ze zijn kleiner, veiliger en eenvoudig beter. Maar Bosch verwacht dat ze de markt pas in 2020 zullen bereiken.

Tot die tijd zijn er nog andere opwindende ontwikkelingen in batterijtechnologie om enthousiast over te worden. Samsung is werken op een batterij Nieuwe Samsung-doorbraak kan de batterijcapaciteit bijna verdubbelenEen nieuwe doorbraak van Samsung biedt een enorme toename van de dichtheid van lithium-ionbatterijen. Lees verder die siliconenanodes gebruikt en twee keer zoveel capaciteit biedt.

Ondertussen is Nanyang Technische Universiteit van Singapore met titaniumdioxide nanobuis Nieuwe batterijtechnologie wordt opgeladen in twee minuten, duurt twintig jaarEr is een nieuwe batterijtechnologie in aantocht en de kans is groot dat deze de manier waarop je je apparaten gebruikt gaat veranderen Lees verder anodes om de oplaadtijd tot twee minuten te versnellen en de levensduur van een batterij te verlengen twintig jaar.

Er is ook grafeen technologie De nieuwste computertechnologie die u moet zien om te gelovenBekijk enkele van de nieuwste computertechnologieën die de wereld van elektronica en pc's de komende jaren zullen transformeren. Lees verder , wat een van de meest is veelbelovende batterijtechnologieën rond Batterijtechnologieën die de wereld gaan veranderenBatterijtechnologie is langzamer gegroeid dan andere technologieën en is nu de lange tentstang in een verbluffend aantal industrieën. Wat zal de toekomst van batterijtechnologie zijn? Lees verder , evenals de rekenkracht van de processors die we gebruiken drastisch te vergroten.

Spannende tijden. Maar wat vind jij ervan? Denk je dat het aanslaat? Zullen deze nieuwe batterijen u helpen om een ​​elektrische auto te krijgen? Laat het me weten in de reacties hieronder en we zullen chatten.

Fotocredits: Motorola mobiele batterij SNN5749A-connector (Uwe Herman)