E Faapefea Ona Galue le Maa Malosi

E fa'aaogaina e maa eletise mautu se electrolyte mautu, o se mea taua tele lea i le malamalama i le auala e galue ai le maa eletise mautu. O lenei electrolyte mautu e mafai ai e ions ona feoa'i lelei i le va o electrodes, ma avea ai le maa ma mea e sili atu ona saogalemu ma mafai ai ona teuina le tele o le malosi. Mo se fa'ata'ita'iga, o electrolytes mautu e fa'avae i le sulfide e matua lelei lava le ionic conductivity, ma e sili atu i le 10^-2 S/cm. O le malosi o nei maa e masani ona amata i le 400–500 Wh/kg ma e mafai ona sili atu i le 1000 Wh/kg.

Manatu Autū

• O maa eletise e iai le electrolyte malosi. E fa'agaoioia ai ions ma le saogalemu ma le vave. E sili atu le saogalemu ma le malolosi nai lo maa masani.

• E tele atu le malosi e mafai ona teuina e nei maa. E vave ona fa'atumu ma umi le galue. E fesoasoani lea i masini e fa'amama, fa'amama, ma fa'atuatuaina.

• O loʻo i ai pea faʻafitauli i maa eletise. E taugata tele ma e faigata ona faia. O loʻo galulue saienitisi e faʻaleleia nei faʻafitauli. E le o toe umi ae faʻaaogaina e le tele o taʻavale eletise ma masini.

O a maa fa'a-malosi (solid-state battery)?

Maa eletise mautu o lo'o i ai se mea malo e fa'agaoioi ai ions. E leai se vai i totonu o nei maa. Latou te fa'aaogaina mea e pei o electrolytes e fa'avae i le sulfide po'o ni vaega ua ufi mago. O lenei mea e sili atu ai le saogalemu ma le mautu o le maa.

Atonu e te fesili pe fa'apefea ona ese nei maa mai maa o lo'o i lau telefoni po'o le komepiuta feavea'i. O maa masani o le lithium-ion e fa'aogaina se electrolyte vai. E mafai ona tafe pe mu lenei vai pe a malepe le maa. E leai se fa'afitauli fa'apenei i maa solid-state. E le tafe le mea malo ma e sili atu ona lelei le taulimaina o le vevela.

O se laulau faigofie lenei e faʻaalia ai eseesega autū:

E mafai e maa eletise ona teuina le tele o le malosi ma umi atu le ola. E fa'aaoga e saienitisi ni meafaigaluega fa'apitoa ma ni su'ega e fa'amaonia ai o nei maa e sili atu ona lelei le galue ma e saogalemu. A e fa'aogaina mea e iai maa eletise, e te maua le tele o le malosi i se maa e la'ititi ma saogalemu.

Fautuaga: A o faʻaleleia atili le tekinolosi, o le a e vaʻaia ni maa eletise (solid-state battery) i le tele o mea, e pei o telefoni ma taʻavale eletise.

E fa'apefea ona galue le maa malosi (solid state battery)

E ese maa eletise malosi mai maa eletise masani. E tolu vaega autū o latou: anode, cathode, ma le solid electrolyte. O le solid electrolyte e tu i le va o le anode ma le cathode. E fa'atagaina ai ions e gaoioi ae taofia ai eletise. E fesoasoani lea i le maa e teu ma tu'uina atu le malosi ma le saogalemu.

A e fa'atumuina le maa, E tuua e lithium ions le cathode. Latou te malaga i totonu o le electrolyte malo i le anode. A e faʻaaogaina le maa, e toe foʻi atu ions i le cathode. E naʻo le faʻatagaina e le electrolyte malo ia ions e gaoioi. E tatau i eletise ona ui atu i se uaea i fafo atu o le maa. O le mea lea e faʻamalosia ai au masini.

E taumafai saienitisi i ni electrolyte malo eseese e iloa po o fea e sili ona aoga. Latou te faʻaaogaina mea e tele ai le lithium e fai ai le electrolyte. O le auala latou te faia ai e suia ai le saoasaoa o le gaoioi o ions. O suʻega X-ray e faʻaalia ai o le fausaga e fesoasoani i ions e vave gaoioi. O nisi electrolyte malo e sili atu le ionic conductivity i luga atu o le 1 mS/cm. O lona uiga o ions e matua lelei lava le gaoioi. O le maualuga o le conductivity e fesoasoani i maa e vave ona faʻatumu ma umi ai le ola.

Atonu e te mafaufau pe fa'apefea ona fa'atusatusa maa eletise malosi (solid-state batteries) ma maa lithium-ion. O le eseesega tele o le electrolyte. E fa'aogaina e maa lithium-ion se electrolyte vai. E mafai ona tafe pe mu lenei vai pe a fa'aleagaina. E fa'aogaina e maa eletise malosi (solid-state batteries) se electrolyte malosi (solid-state batteries). E le faigofie ona tafe pe mu. O le mea lea e sili atu ai ona saogalemu.

Manatua: E lē mu eletise malo. E fa'aitiitia ai le lamatiaga o le afi ma le vevela tele. O le mea lea e lelei ai maa malo mo ta'avale eletise ma le teuina tele o le malosi.

O se laulau lenei e faʻaalia ai eseesega o le saogalemu:

E sili atu le lelei o le galue o maa eletise i le tele o auala. E maua e le electrolyte eletise le maualuga o le malosi. E te maua le tele o le malosi i se maa laʻititi. E umi le ola o le maa ma vave ona faʻatumu. O suʻega e faʻaalia ai o le lelei o le gaioiga o ion e maua ai le 98.9% o le gafatia atoa. E mafai ona oʻo atu le faʻaaogaina o le malosi i le 97.8%. O lona uiga e itiiti le malosi e faʻaumatia ma e te maua le tele o le faʻaaogaina mai faʻatumuga taʻitasi.

Ua e iloa nei le auala e galue ai maa eletise. E taua tele le electrolyte eletise. E mafai ai e ions ona gaoioi vave ma saogalemu. E faia ai foi le maa ia sili atu le saogalemu ma le malosi nai lo maa tuai. A o e aoao atili, o le a e iloa ai le taua o lenei tekinolosi mo le lumanai.

O a ituaiga o maa eletise (solid-state battery)?

E tele ituaiga o maa eletise. E eseese meafaitino ma mamanu e fa'aaogaina e ituaiga ta'itasi. O nei suiga e a'afia ai le auala e galue ai le maa ma le mea e fa'aaogaina ai.

E lua vaega autū e vaevaeina ai maa fa'a-malosi. E fa'alagolago vaega nei i le mafiafia o le electrolyte.

• Maa eletise tetele e mafiafia electrolytes. E faia e tagata e ala i le oomiina pe fa'avevela fa'atasi o vaega.

• Maa manifinifi-ata malo e matuā manifinifi lava vaega. E na'o ni nai nanometa le mafiafia o nei vaega. E mana'omia ni masini fa'apitoa e fai ai nei ata manifinifi.

E tele fo'i ituaiga e fa'atatau i mea o lo'o i totonu o le maa. O se laulau lea e fesoasoani ia te oe e fa'atusatusa ai:

Fautuaga: E mafai ona e filifilia le ituaiga maa e fetaui ma ou manaʻoga. E lelei maa manifinifi mo mea laiti e pei o kata atamai. E sili atu le lelei o maa tetele i taʻavale eletise.

Ua e iloa nei e tele ituaiga o maa eletise. E tofu lava ituaiga ma ni fa'amanuiaga fa'apitoa mo fa'aoga eseese.

Tulaga Malosi e fa'atusatusa i le Lithium-Ion

E lē tutusa maa eletise mautu ma maa lithium-ion. E fa'aaogā e maa eletise mautu se electrolyte mautu. E fa'aaogā e maa lithium-ion se electrolyte vai. O lenei mea e sili atu ai ona saogalemu maa eletise mautu. E itiiti le ono mu ai. E mafai ona latou teuina le tele o le malosi i se lapo'a la'ititi. E umi atu fo'i lo latou ola nai lo maa lithium-ion. Peita'i, e sili atu le taugata o maa eletise mautu i le taimi nei. E faigata fo'i ona fai.

O se laulau lenei e fesoasoani ia te oe e faʻatusatusa ai:

Lelei ma Mea e Le Lelei ai

E tele itu lelei o maa eletise:

• E 2 i le 2.5 taimi e sili atu le malosi e teuina nai lo maa lithium-ion. O lona uiga e mafai ona mama ma laiti maa.

• E oo atu i le 6 taimi le vave o le fa'atumuina. E te lē tau fa'atali umi fa'apea.

• E matua maualalo lava le avanoa e mu ai, e silia ma le 20 taimi e itiiti ifo ai.

• E lelei le aoga i nofoaga vevela pe malulu ma e umi se taimi e tumau ai.

Ae o loʻo i ai foʻi nisi faʻafitauli:

• E taugata tele ona o mea fou ma falegaosimea faapitoa.

• O le tele o maa malosi e manaʻomia ona vevela atu nai lo le vevela o le potu ina ia sili ona lelei le galue.

• O nisi maa fa'ata'ita'i e le umi e pei o maa lithium iron phosphate. E mafai ona umi na maa mo le silia ma le 4,000 ta'amilosaga.

Manatua: E manatu tagata atamamai e ono pa'ū tau i le $140 i le kWh i le 2028. Ae atonu e toe lima tausaga a'o le'i faia le tele o mea.

O a fa'aoga o maa eletise (solid-state battery)?

Talosaga ma Luʻitau

E fa'aaogaina maa eletise e fa'aaogaina i ta'avale eletise, telefonipoto, ma kata atamai. Mo se fa'ata'ita'iga, o le ta'avale Nio ET7 e fa'aaogaina se maa e le atoatoa le malosi. E mafai ona alu i le 650 maila i le tasi le fa'atumuina. E mafai ona alu le maa e sili atu i le 600 maila a le Samsung. E mafai ona fa'atumuina i le 80% i le itiiti ifo i le 10 minute.

• E sili atu le saogalemu o maa fa'a-solid-state ma e umi atu le umi e ola ai.

• Latou te manaʻomia ni mea faʻapitoa ma se fausiaina ma le faʻaeteete.

• E faigata ona fa'apipi'i vaega ma'a'a ia vavalalata.

• E tatau i falegaosimea ona taofia le ulufale atu i ai o le vai, aemaise lava mo maa e faʻavae i le sulfide.

O le a e vaʻaia le tele o maa eletise aʻo faʻaitiitia le taugofie. O loʻo faʻaleleia atili fale gaosi oloa i le gaosia. I le taimi nei, e foliga mai e matua manuia lava ae o loʻo i ai pea ni faʻafitauli e tatau ona foia.

E fa'apefea le saogalemu o maa fa'a-solid-state?

Atonu e te mafaufau pe sili atu le saogalemu o maa eletise nai lo maa masani. O nei maa eletise e faʻaaogaina se electrolyte eletise. O lenei vaega eletise e le mu pe tafe. Ona o lenei mea, e itiiti le ono mu ai nai lo maa eletise o loʻo i totonu le vai. E mafai ona e lagona le saogalemu pe a faʻaaogaina maa eletise i mea e pei o taʻavale poʻo telefoni.

Ae o le saogalemu e lē gata i le taofia o afi. Na suʻesuʻeina e saienitisi i le Iunivesite o Purdue le mea e tupu pe a faaleagaina nei maa eletise. Na latou iloa ai o nisi o electrolytes malo, e pei o le Li10SnP2S12, e mafai lava ona vevela tele. E tupu lenei mea pe afai e amata ni tali faʻakemikolo i le anode. O nei tali e mafai ona faʻavevela vave ai le maa eletise. E mafai foʻi e le vevela ona faʻasaʻoloto ai le okesene e le cathode. E mafai ona mafua ai nisi tali ma se mea e taʻua o le "thermal runaway." O lea la, e ui lava e le mu vaega malo, ae e mafai lava ona vevela tele le maa eletise pe afai e iai se faʻafitauli i totonu.

E fa'aaogā e saienitisi meafaigaluega X-ray e su'esu'e ai totonu o maa eletise. Na maua e le poloketi SOLBAT a le Faraday Institution e mafai ona tupu ni māvaevae i le electrolyte malosi a'o le'i fa'aputuina le lithium. E mafai ona salalau nei māvaevae ma mafua ai ni ta'amilosaga pupuu. Afai e te fa'aaogāina tele le maa, e mafai ona tupu ni avanoa gaogao. E mafai e le Lithium ona tupu i totonu o nei avanoa ma fa'aleagaina ai le maa.

Fautuaga: E sili atu le saogalemu o maa eletise nai lo maa tuai, ae e tatau lava ona e fa'aeteete. O mamanu fou ma meafaitino sili atu ona lelei o le a vave ona sili atu ona saogalemu.

O a ni lu'itau i le fa'aogaina moni o maa eletise (solid-state battery)?

E foliga mai e lelei tele maa eletise (solid-state battery), ae e iai fo'i fa'afitauli. E faigata i saienitisi ma inisinia ona fa'aogaina i latou i le olaga moni. E le faigofie ona fa'aogaina nei maa eletise i ta'avale po'o telefoni.

O se laulau lea o loʻo lisiina ai faʻafitauli autū:

O le faia o maa eletise e faigata. E tatau ona lamolemole vaega ma ia leai ni māvaevae. Afai e tele pe laʻititi le maa, e mafai ona malepe i totonu. O le tau malulu e faʻagesegese ai le gaoioi o ions. E manaʻomia e falegaosimea ni masini faʻapitoa e fausia ai nei maa. O lenei mea e taugata tele ai.

Fautuaga: O loʻo galulue saienitisi e foia nei faʻafitauli. A latou maua ni auala sili atu, o le a e vaʻaia ni maa eletise e tele atu o loʻo siomia oe.

O afea e taunuu mai ai maa eletise malolosi (solid-state) i le maketi eletise?

Atonu e te mafaufau po o afea e te vaai ai maa fa'a-malosi i taavale eletise ma isi masini. O lipoti o auiliiliga o maketi o loʻo faʻaalia ai o le maketi o maa eletise malosi o le a vave ona tuputupu aʻe. I le 2024, o le tele o le maketi e tusa ma le $128.5 miliona. I le 2032, e faʻamoemoe tagata atamamai e oʻo atu i le $2,001.7 miliona. O lona uiga e mafai ona tuputupu aʻe le maketi i le silia ma le 40% i tausaga taʻitasi. E mafai ona e faʻamoemoe e vaʻai i nisi maa eletise malosi i le va o le 2025 ma le 2032.

E tele mea e fesoasoani i lenei tuputupu aʻe. O loʻo faʻaauau pea ona siʻitia le faʻatauina atu o taʻavale eletise. O loʻo ofoina atu e malo ni faʻamalosiʻau e faʻaaoga ai le malosi e sili atu ona mamā. E faigofie ona maua ni nofoaga e faʻatumu ai taʻavale. E faʻaalu foʻi e kamupani le tele o tupe i suʻesuʻega ma atinaʻe. E galulue faʻatasi kamupani gaosi taʻavale tetele ma kamupani maa eletise e fausia ni fale gaosi oloa fou. O nei laʻasaga e fesoasoani e vave faʻaoʻo mai ai maa eletise i le maketi.

Atonu o le a e vaʻaia ni maa eletise muamua e faʻaaogaina mo taʻavale eletise maualuluga. O kamupani i Amerika, Europa, Saina, ma Iapani e taʻimua i le auala. A maeʻa taʻavale taugata, atonu e te vaʻaia nei maa eletise i taʻavale masani, pasi, ma e oʻo lava i le teuina o le eletise i totonu o fale.

Manatua: Atonu e te lē vaʻaia ni maa eletise i taʻavale uma i le taimi lava lenei. I le taimi muamua, o le a taugata tele ma o loʻo iai i ni faʻataʻitaʻiga faʻapitoa. A o faʻateleina le gaosiga a falegaosimea, o le a paʻuʻū tau, ma o le a e vaʻaia i latou i le tele o nofoaga.

O se vaaiga vave lea i mea e faʻamoemoeina:

O le a vave ona oo mai maa eletise. O le a e vaʻaia lo latou suia o le auala e te faʻaaogaina ai taʻavale eletise ma isi masini i nai tausaga o lumanaʻi.

Ua e aʻoaʻoina le auala e galue ai le maa malosi (solid state battery). O nei maa e faʻaaogaina se electrolyte malosi (solid electrolyte). E fesoasoani lea i le gaoioi saogalemu ma vave o ions. O nisi nei o mea lelei autu e uiga ia i latou:

Atonu e sili atu ona lelei taavale eletise ma masini mo tagata uma maa eletise e fa'aaogaina ai maa eletise malolosi.

Fesili e Masani Ona Fesiligia

O le ā le mea e sili atu ai le saogalemu o maa solid-state nai lo maa masani?

E sili atu le saogalemu o maa eletise ona e le mafai ona masaa le electrolyte eletise. E le mu fo'i. O lona uiga e itiiti le avanoa e tupu ai ni fa'alavelave i au masini.

E mafai ona e fa'aogaina ni maa eletise (solid-state battery) i le tau malulu?

E mafai ona e fa'aogaina nei maa i le tau malulu, ae e le lelei tele le latou aoga. O nisi ituaiga e sili atu ona lelei le taulimaina o le malulu nai lo isi. Ia va'ai pea i le vevela saogalemu o le maa.

O le ā le umi e tumau ai maa solid-state?

E masani ona umi atu le ola o maa eletise (solid-state batteries) nai lo maa lithium-ion. E mafai ona fa'atumuina le tele o maa i le 2,000 taimi a'o le'i amata ona fa'aitiitia le malosi.