Pag-unlad ng mga prospect ng mga baterya ng solid-state para sa mga bagong sasakyan ng enerhiya

Ang mga baterya ng solid-state ay lumitaw bilang isang pivotal area ng pokus para sa mga developer at mamumuhunan sa nababagong sektor ng enerhiya, na nangangako ng isang pagbabago na epekto sa hinaharap ng pag-iimbak ng enerhiya. Ang makabagong teknolohiyang baterya na ito ay gumagamit ng solidong electrolyte upang mapadali ang pagpapadaloy ng ionic sa pagitan ng mga electrodes nito, na nakikilala ito mula sa tradisyonal na likido o gel polymer na batay sa electrolyte na mga baterya. Dahil sa simula ng taong ito, ang mga baterya ng solid-state ay nakakuha ng makabuluhang pansin at malaking pamumuhunan, tulad ng ebidensya ng mabilis na pagpapalawak ng kapasidad ng paggawa at mga aktibidad sa pananaliksik.

Ang isa sa mga pangunahing bentahe ng mga baterya ng solid-state ay namamalagi sa kanilang superyor na profile sa kaligtasan. Hindi tulad ng mga likidong electrolyte, na maaaring masunog at madaling kapitan ng mga tagas, ang solidong electrolyte ay nag-aalok ng pinahusay na katatagan ng thermal, hindi pagsabog, at mahusay na mga katangian ng pagkakabukod. Ginagawa nitong mga baterya ng solid-state na isang mas ligtas na alternatibo, na nakahanay nang maayos sa lumalagong mga kahilingan para sa pinahusay na mga tampok ng kaligtasan sa mga de-koryenteng sasakyan (EV) at iba pang mga aplikasyon.

Bukod dito, ang mga baterya ng solid-state ay may hawak na potensyal na makabuluhang taasan ang density ng enerhiya. Ang kasalukuyang mga limitasyon ng mga likidong baterya ng lithium-ion, na papalapit sa kanilang mga teoretikal na kisame ng density ng enerhiya, ay nagdulot ng pangangailangan para sa mga makabagong solusyon. Ang mga baterya ng solid-state, sa pamamagitan ng mga pagsulong sa parehong mga materyales ng elektrod at istraktura ng baterya, ay maaaring makamit ang mga density ng enerhiya na lumampas sa 500 watt-hour bawat kilo (WH/kg), na potensyal na pagsira sa mga hadlang ng enerhiya ng mga kasalukuyang teknolohiya.

Ang paglipat mula sa Laboratory Research hanggang sa Pilot-Scale Production ay isinasagawa, na may ilang nangungunang mga tagagawa ng baterya na nagpapahayag ng kanilang mga plano sa paggawa ng baterya ng solid-state. Halimbawa, ang Contemporary Amperex Technology Co Limited (CATL) ay nagsabi ng hangarin nitong dagdagan ang pamumuhunan sa mga baterya ng solid-state, na nagta-target ng maliit na scale na produksiyon noong 2027.

Ang merkado para sa mga baterya ng solid-state ay naghanda para sa makabuluhang paglaki, na may mga pagtatantya na nagmumungkahi na ang malakihang komersyalisasyon ay maaaring magsimula nang maaga ng 2026. Sa pamamagitan ng 2030, ang mga pandaigdigang pagpapadala ng mga baterya ng solid-state ay inaasahang maabot ang 614.1 gigawatt-hour (GWH), na nagkakaloob ng humigit-kumulang na 10% ng pangkalahatang bilyon ng lithium-ion at ang isang laki ng merkado ay lumampas sa RMB 250 bilyon. Ang mabilis na pagpapalawak ng merkado na ito ay hinihimok ng mga pagsulong sa mga materyal na sistema, kabilang ang mga electrolyte, cathode, at anod, na sumasailalim sa mga pag-upgrade ng iterative upang matugunan ang mga natatanging mga kinakailangan ng mga baterya ng solid-state.

Teknolohiya, ang mga baterya ng solid-state ay maaaring ikinategorya sa tatlong pangunahing uri: polimer, oxide, at sulfide. Ang mga baterya na batay sa polymer na solid-state ay may pinaka-mature na teknolohiya, ngunit ang kanilang mga kisame sa pagganap ay mahirap na malampasan. Nag-aalok ang mga baterya na batay sa Oxide na balanseng pagganap ngunit may mas mataas na gastos sa produksyon. Ang mga baterya na nakabase sa sulfide, sa kabilang banda, ay nagpapakita ng mataas na potensyal na komersyal ngunit nagdudulot ng mga makabuluhang hamon sa pananaliksik. Tulad ng para sa mga materyales ng elektrod, ang mga anod na batay sa silikon ay isang maikling-hanggang-medium-term na solusyon, habang ang lithium metal ay nakikita bilang pangwakas na layunin para sa mga anod ng baterya ng solid-state.

Sinusuportahan din ng mga gobyerno sa buong mundo ang pagbuo ng solid-state na teknolohiya ng baterya sa pamamagitan ng mga insentibo sa patakaran at pagpopondo. Ang Japan, kasama ang maagang pagsisimula nito sa pananaliksik na solidong electrolyte na batay sa sulfide, ay may hawak na nangungunang posisyon. Sa Estados Unidos, ang mga startup tulad ng Solid Power, Quantum Scape, at Factorial Energy ay nagmamaneho ng pagbabago, nakikipagtulungan sa mga automaker ng Europa upang masukat ang paggawa. Ipinagmamalaki ng Tsina ang isang magkakaibang hanay ng mga kalahok, kabilang ang mga tagagawa ng EV, mga tagagawa ng baterya, mga startup, at mga supplier ng materyal, na lumilikha ng isang komprehensibong solidong estado na ekosistema.

Sa konklusyon, ang pananaw para sa mga baterya ng solid-state sa nababagong sektor ng enerhiya ay nangangako. Sa pamamagitan ng makabuluhang pagsulong sa teknolohiya, pagtaas ng mga pamumuhunan, at sumusuporta sa mga patakaran ng gobyerno, ang mga baterya ng solid-state ay naghanda upang baguhin ang pag-iimbak ng enerhiya, na nag-aalok ng mas ligtas, mas mataas na enerhiya-density na mga solusyon na umaangkop sa umuusbong na mga pangangailangan ng merkado.