Nova polprevodniška baterija bo podvojila domet električnih avtomobilov

Oglas

Tehnologija akumulatorjev napreduje na videz neustavljivo hitro.

Zdi se, da vsak mesec pišemo o kakšnem novem razvoju ali drugem, s potencialom, da ustvarimo ultra dolge vzdržljivostne celice. Navdušeni smo nad možnostmi, ki nam jih nudijo, denimo električni avtomobili 6 električnih avtomobilov, ki si jih dejansko lahko privoščiteMislite, da si ne morete privoščiti električnega avtomobila? Napačno. Teh šest avtomobilov prikazuje, kako postali so cenovno dostopni električni avtomobili. Preberi več ki niso samo sposobne preživeti, pa tudi cenovno ugodno.

Kot te nove baterije nemškega proizvajalca elektronike titan, Bosch. Ne le da lahko zdržijo dlje, ampak tudi potencialno lahko vidijo potovanje električnih avtomobilov podvojite domet z istim polnjenjem.

Dobrodošli v razburljivem svetu polprevodniških litij-ionskih baterij.

Edinstvene prednosti teh baterij

Preden se lotimo tega mesa, je verjetno smiselno raziskati razliko med tekočimi in trdnimi elektrolitnimi baterijami.

Tehnologija baterij, ki jo najbolj poznate, uporablja tekoči elektrolit. Te baterije je mogoče najti kjer koli - od prenosnih računalnikov, mobilnih telefonov do pametnih ur. Toda prihajajo z nekaj ključnih pomanjkljivosti.

Tekoče elektrolitne baterije zahtevajo, da je vsaka celica pakirana v gosto, hermetično zaprto kovinsko ohišje. Te so potrebne za varnost, vendar zmanjšajo gostoto energije in dodajo težo in velikost.

Izdelane so tudi (sorazmerno) drage, kar je posledica zapletenega in prepletenega proizvodnega procesa, ki se uporablja pri izdelavi njih in dejstvo, da katoda večine litij-ionskih baterij uporablja kobaltov oksid - draga in okolju strupena kemikalija spojina.

Obstaja tudi vprašanje varnosti. Litij-ionske celice so pod neugodnimi pogoji nagnjene k eksploziji in pregrevanju. Če se celice na primer pregrejejo ali so prenapolnjene, se lahko tlak v njih poveča. Rezultate si lahko ogledate v spodnjem videoposnetku. Da bi bilo še slabše, je tekočina, ki se uporablja v teh baterijah, izjemno vnetljiva.

Nazadnje, ker morajo biti vsake litij-ionske celice pakirane na varen, hermetično zaprt način, jih ni mogoče izdelati dovolj majhno za številne aplikacije.

Toda nove Boscheve baterije nimajo teh težav iz preprostega razloga: namesto da bi uporabljale tekoč elektrolit, uporabljajo nano strukturiran trden polimerni elektrolit.

Če lahko za trenutek pogledam, so trdni polimerni elektroliti res, zelo kul.

Ker v njih ni tekočine, jih ni treba hraniti v varnih, hermetično zaprtih posodah. Kot rezultat, lahko trdne polimerne elektrolitne celice naredimo tako tanke kot 0,64 mm. Prav tako jih lahko zložite, da ustvarite večje pakete baterij.

Čeprav Bosch to tehnologijo pritiska naprej, je niso ustvarili. Že nekaj časa je naokoli. Pravzaprav je Mitsubishi leta 1998 izdal prenosnik s super tanko polimerno baterijo. Pedion je stal 6.000 dolarjev in bil debel le 1,84 centimetra, zaradi česar je bil še bolj svež kot pri prvi generaciji Apple Macbook Air.

Ampak to ni samo debelina Te celice so lahko tako široke, kot želite. Pravkar so res prilagodljiv. In ker so običajno nameščene v embalaži s folijo, jih lahko valjamo in upognemo idealno za naprave z ukrivljenimi ali nepravilnimi oblikami - in za naslednje generacije prilagodljive elektronika.

Nazadnje, ker so te baterije v trdnem stanju (kar pomeni, da ne gre za tekočino), ni možnosti, da bi se ulile ali vžgale. V bistvu so varnejši. In tega strupenega kobaltovega oksida jim ni treba uporabljati kot katodo. Dobesedno lahko uporabijo kateri koli kovinski oksid.

Skratka, polprevodniške litijeve baterije so super. Vendar obstaja še nekaj tehnoloških izzivov, ki jih moramo najprej premagati.

Obljuba Boscheve tehnike

Večino izzivov, s katerimi se sooča tehnologija baterij, je mogoče preprosto rešiti z boljšimi proizvodnimi procesi. To je pogosto nekaj, kar lahko rešimo tako, da denar vržemo težavi, dokler na koncu ne mine, kot smo videli pri Elonu Musku miselno gigafactory Zbogom Power Company: Zakaj lahko kmalu ustvarite svojo električno energijoSončna moč omogoča čisto proizvodnjo električne energije z uporabo vira, za katerega zagotovimo, da ga v življenju nikoli ne bo zmanjkalo - sonca. Toda, ali bo kdaj premagal elektroenergetska podjetja? Preberi več .

Toda ko odide, bo šlo za vedno. Prihodnje polprevodniške akumulatorje je mogoče izdelati s postopkom "odrezano", kjer obstajajo listi elektrolita, ki so dobesedno "odrezani". Kot že omenjeno, drage katode na osnovi kobaltovega oksida niso potrebne.

Ena tehnološka pomanjkljivost je, da baterije resnično delujejo pri neprijetno vročih 176 ° F ali približno 80 ° C. To pomeni, da bi se lahko potencialno borili za delo v hladnih razmerah. Prav tako omejuje njihove potencialne uporabe pri intimnih aplikacijah, kot je nosljiva tehnologija.

Resnična obljuba te tehnologije se mi zdi v električnih avtomobilih. Po Boschevih besedah ​​bi lahko ponudil dvojno dolžino obstoječih baterij, za polovično ceno. Tudi tehtali bi veliko, veliko manj. Trenutno standardna Tesla Model S baterija tehta približno 1200 funtov (približno 540 KG). Te nove Boscheve baterije bi lahko tehtale polovico, kar bi omogočilo boljšo kilometrino.

Potem je tu varnostni argument. Če na primer v avtomobilski nesreči prebijete litijevo baterijo s tekočimi elektroliti, obstaja resnično tveganje, da bi lahko eksplodiral. Primerov teh je bilo nešteto, vključno z oktobrom 2013, kjer je bil Tesla Model S se je zanetil po udaru kovinskih naplavin v zvezni državi Washington. Videoposnetek tega je šel v virus in poslal Teslino zalogo:

Potem so primeri, ko je slabo prezračevanje povzročilo pregrevanje baterij in nato posledično eksplodiralo ali se zažiga. Podobna težava je leta 2013 utemeljila celotno floto Boeing 787 Dreamliner. Štiri mesece pozneje so se v nebo znova odpeljali za prihodke.

Ker so te Boscheve baterije v trdnem stanju, so samo po sebi varnejše.

Vseeno boste morali čakati

Te baterije so neverjetne. Manjši so, varnejši in preprostejši boljše. Vendar Bosch pričakuje, da na trgu ne bodo prišli do leta 2020.

Do takrat je še nekaj razburljivih dogodkov na področju tehnologije baterij, ki vas bodo navdušili. Samsung je dela na bateriji Novi Samsung prodor bi lahko dosegel skoraj dvojno zmogljivost baterijeNovi prodor Samsung ponuja veliko povečanje gostote litij-ionskih baterij. Preberi več ki uporablja silicijeve anode in ponuja dvakrat večjo kapaciteto.

Medtem je Nanyang tehnična univerza v Singapurju z uporabo nanocevk iz titanovega dioksida Nova tehnologija polnjenja baterij v dveh minutah, traja dvajset letNa obzorju je nova tehnologija baterij in velika možnost je, da boste spremenili način uporabe svojih naprav Preberi več anode, da se pospeši čas napolnjenosti na dve minuti in poveča življenjska doba baterije na dvajset let.

Obstajajo tudi grafenska tehnologija Najnovejša računalniška tehnologija, ki jo morate videti, da bi verjeliOglejte si nekaj najnovejših računalniških tehnologij, ki bodo v naslednjih nekaj letih preoblikovale svet elektronike in osebnih računalnikov. Preberi več , kar je eno najbolj obetavne tehnologije baterij naokoli Baterijske tehnologije, ki bodo spremenile svetTehnologija baterij raste počasneje kot druge tehnologije in je zdaj dolg šotorski drog v osupljivih številnih panogah. Kakšna bo prihodnost tehnologije baterij? Preberi več , pa tudi radikalno povečajo računalniško moč procesorjev, ki jih uporabljamo.

Vznemirljivi časi. Toda kaj misliš? Mislite, da se bo ujel? Ali vas bodo te nove baterije zapeljale v nakup električnega avtomobila? Sporočite mi v spodnjih komentarjih in poklepetali bomo.

Fotografski krediti: Konektor za mobilni telefon Motorola SNN5749A (Uwe Herman)