Izgledi za razvoj čvrstog stanja za nova energetska vozila

Solid-state baterije pojavile su se kao ključno područje fokusiranja za programere i investitore u sektor obnovljivih izvora energije, obećavajući transformativni utjecaj na budućnost skladištenja energije. Ova inovativna tehnologija baterije koristi čvrste elektrolite kako bi se olakšala ionska provodljivosti između svojih elektroda, razlikujući je od tradicionalnih tekućih ili gelnih polimernih elektrolita elektrolita. Od početka ove godine, solidne baterije privukle su značajnu pažnju i značajna ulaganja, o čemu svjedoči brzo širenje proizvodnih kapaciteta i istraživačkih aktivnosti.

Jedna od glavnih prednosti baterija čvrstog stanja leži u njihovom superiornom sigurnosnom profilu. Za razliku od tekućih elektrolita, koji mogu biti zapaljivi i skloni propuštanju, kruti elektroliti nude poboljšanu toplinsku stabilnost, nezapaljivost i izvrsna izolacijska svojstva. To čini čvrste baterije sigurnijom alternativom, usklađujući se s rastućim zahtjevima za poboljšanim sigurnosnim značajkama u električnim vozilima (EVS) i drugim aplikacijama.

Nadalje, baterije u čvrstom stanju imaju potencijal za značajno povećanje gustoće energije. Trenutna ograničenja tekućih litij-inskih baterija, koje se približavaju stropovima teorijske gustoće energije, potaknula su potrebu za inovativnim rješenjima. Baterije s čvrstim stanjem, kroz napredak i u elektrodnim materijalima i u strukturi baterije, mogu postići gustoću energije veće od 500 vata sata po kilogramu (WH/kg), što se potencijalno probijajući kroz prepreke gustoće energije u trenutnim tehnologijama.

U tijeku je prijelaz s laboratorijskih istraživanja u pilot-skalu, a nekoliko vodećih proizvođača baterija najavilo je svoje planove proizvodnje baterija u solidnoj bateriji. Na primjer, suvremena Amperex Technology Co. Limited (CATL) izjavila je kako namjerava povećati ulaganja u solidne baterije, ciljajući proizvodnju male razmjere do 2027. godine. Slično, Sunwoda razvija baterije od solidnog stanja od 2015. godine i radi na baterijama prve generacije s 400 WH/Kg i drugom generiranom batežom.

Tržište čvrstog stanja baterija je spremno za značajan rast, pri čemu procjene sugeriraju da bi se komercijalizacija velika razmjera mogla započeti već 2026. do 2030. godine, predviđa se da će globalne pošiljke baterija od čvrstog stanja dostići 614,1 gigavatske satove (GWH), što čini oko 10% ukupnog tržišta na tržištu od 250 RMB-a. Ovo brzo širenje tržišta pokreće se napretkom u materijalnim sustavima, uključujući elektrolite, katode i anode, koji su podvrgnuti iterativnim nadogradnjama kako bi se zadovoljile jedinstvene zahtjeve baterija od čvrstog stanja.

Tehnološki se baterije čvrstog stanja mogu kategorizirati u tri glavne vrste: polimer, oksid i sulfid. Baterije na bazi polimera imaju najzreliju tehnologiju, ali njihovi stropovi za performanse izazovni su nadmašiti. Baterije na bazi oksida nude uravnotežene performanse, ali dolaze s većim troškovima proizvodnje. S druge strane, baterije na bazi sulfida pokazuju visoki komercijalni potencijal, ali predstavljaju značajne istraživačke izazove. Što se tiče materijala za elektrode, anode na bazi silicija su otopina kratkog do srednjeg vremena, dok se litijev metal smatra krajnjim ciljem anoda baterija u čvrstom stanju.

Vlade širom svijeta također podržavaju razvoj tehnologije čvrstog stanja baterija kroz poticaje i financiranje politike. Japan, s ranim početkom u istraživanju čvrstog elektrolita na bazi sulfida, ima vodeću poziciju. U Sjedinjenim Državama startupi poput Solid Power, Quantum Scape i Factorial Energy pokreću inovacije, surađujući s europskim proizvođačima automobila kako bi povećali proizvodnju. Kina se može pohvaliti raznovrsnim rasponom sudionika, uključujući proizvođače EV-a, proizvođače baterija, startupe i dobavljače materijala, stvarajući sveobuhvatni ekosustav baterija u čvrstom stanju.

Zaključno, izgledi za solidne baterije u sektoru obnovljivih izvora energije obećavaju. Uz značajan napredak u tehnologiji, sve veće ulaganja i podržavajuće vladine politike, solidne su baterije spremne revolucionirati skladištenje energije, nudeći sigurnija rješenja veće energije koja se brinu za razvijajuće potrebe tržišta.