ווי אזוי ארבעט א סאליד סטעיט באטעריע

האַרט-שטאַט באַטעריעס אַרבעטן דורך ניצן אַ האַרט עלעקטראָליט, וואָס איז שליסל צו פֿאַרשטיין ווי האַרט-שטאַט באַטעריעס אַרבעטן. דער האַרט עלעקטראָליט אַלאַוז יאָנען צו רירן זיך עפֿעקטיוו צווישן די עלעקטראָדעס, מאַכן די באַטעריע זיכערער און געבן איר די מעגלעכקייט צו לאַגערן מער ענערגיע. למשל, סולפֿייד-באַזירט האַרט עלעקטראָליטעס האָבן ויסגעצייכנט יאָניש קאַנדאַקטיוויטי, מיט ווערטן העכער 10^-2 S/cm. די ענערגיע געדיכטקייט פון די באַטעריעס טיפּיקלי הייבט זיך אָן ביי 400-500 Wh/kg און קען יקסיד 1000 Wh/kg.

שליסל לעקציעס

• סאליד-סטעיט באַטעריעס האָבן אַ סאלידן עלעקטראָליט. דאָס באַוועגט יאָנען זיכער און שנעל. זיי זענען זיכערער און שטאַרקער ווי רעגולערע באַטעריעס.

• די באַטעריעס האַלטן מער ענערגיע. זיי לאָדן זיך שנעלער און אַרבעטן לענגער. דאָס העלפֿט דעוויסעס ווערן קלענער, לייטער און מער פאַרלעסלעך.

• סאליד-סטעיט באַטעריעס האָבן נאָך פּראָבלעמען. זיי קאָסטן אַ סך און זענען שווער צו מאַכן. וויסנשאַפֿטלער אַרבעטן צו פֿאַרריכטן די פּראָבלעמען. באַלד וועלן מער עלעקטרישע אויטאָס און דעווייסעס זיי קענען נוצן.

וואָס זענען סאָליד-סטעיט באַטעריעס?

האַרט-שטאַט באַטעריעס האָבן אַ האַרטן מאַטעריאַל וואָס באַוועגט יאָנען. עס איז נישטאָ קיין פליסיקייט אינעווייניק אין די באַטעריעס. זיי נוצן זאַכן ווי סולפֿיד-באַזירטע עלעקטראָליטן אָדער טרוקן-באדעקטע פּאַרטיקלען. דאָס מאַכט די באַטעריע זיכערער און מער סטאַביל.

איר קענט פרעגן ווי אזוי די באַטעריעס זענען אַנדערש פון די אין אייער טעלעפאָן אָדער לאַפּטאַפּ. רעגולערע ליטיום-יאָן באַטעריעס נוצן אַ פליסיק עלעקטראָליט. די פליסיקייט קען רינען אָדער אָנצינדן אויב די באַטעריע צעברעכט זיך. האַרט-שטאַט באַטעריעס האָבן נישט דעם פּראָבלעם. דער האַרט מאַטעריאַל רינט נישט און קען בעסער האַנדלען מיט היץ.

דאָ איז אַ פּשוטע טאַבעלע צו ווײַזן די הויפּט אונטערשיידן:

האַרט-שטאַט באַטעריעס קענען שפּאָרן מער ענערגיע און האַלטן לענגער. וויסנשאַפֿטלער נוצן ספּעציעלע מכשירים און טעסץ צו באַווייַזן אַז די באַטעריעס אַרבעטן בעסער און זענען זיכערער. ווען איר נוצט זאַכן מיט האַרט-שטאַט באַטעריעס, באַקומט איר מער מאַכט אין אַ קלענערער, ​​זיכערער באַטעריע.

עצה: ווי טעכנאָלאָגיע ווערט בעסער, וועט איר זען האַרט-שטאַט באַטעריעס אין מער זאכן, ווי טעלעפאָנען און עלעקטרישע קאַרס.

ווי אזוי ארבעט א סאליד סטעיט באטעריע

האַרט-שטאַט באַטעריעס זענען אַנדערש פֿון רעגולערע באַטעריעס. זיי האָבן דריי הויפּט טיילן: אַנאָדע, קאַטאָדע, און האַרט עלעקטראָליט. דער האַרט עלעקטראָליט זיצט צווישן דער אַנאָדע און קאַטאָדע. עס לאָזט יאָנען זיך באַוועגן אָבער האַלט אָפּ עלעקטראָנען. דאָס העלפֿט דער באַטעריע אויפֿהיטן און אַרויסגעבן ענערגיע זיכער.

ווען איר לאָדט אויף די באַטאַרייע, ליטיום יאָנען פֿאַרלאָזן די קאַטאָדעזיי גייען דורך דעם האַרטן עלעקטראָליט צום אַנאָד. ווען איר ניצט די באַטעריע, גייען יאָנען צוריק צום קאַטאָד. דער האַרטער עלעקטראָליט לאָזט נאָר יאָנען זיך באַוועגן. עלעקטראָנען דאַרפן גיין דורך אַ דראָט אַרויס פון דער באַטעריע. דאָס איז וואָס גיט שטראָם צו אייערע דעווייסעס.

וויסנשאפטלער פרובירן פארשידענע האַרטע עלעקטראָליטן צו זען וועלכע אַרבעט בעסטן. זיי נוצן ליטיום-רייכע מאַטעריאַלן צו מאַכן דעם עלעקטראָליט. ווי זיי מאַכן עס ענדערט ווי שנעל יאָנען קענען זיך באַוועגן. רענטגן טעסץ ווייַזן אַז די סטרוקטור העלפּס יאָנען זיך שנעל באַוועגן. עטלעכע האַרטע עלעקטראָליטן האָבן יאָנישע קאַנדאַקטיוויטי העכער 1 mS/cm. דאָס מיינט אַז יאָנען באַוועגן זיך זייער גוט. הויכע קאַנדאַקטיוויטי העלפּס באַטעריעס זיך שנעל אָפּלאָדן און האַלטן לענגער.

איר קענט זיך וואונדערן ווי סאָליד-סטעיט באַטעריעס זענען פאַרגליכן צו ליטיום-יאָן באַטעריעס. דער גרויסער חילוק איז דער עלעקטראָליט. ליטיום-יאָן באַטעריעס נוצן אַ פליסיקן עלעקטראָליט. די פליסיקייט קען רינען אָדער אָנצינדן אויב עס ווערט געשעדיגט. סאָליד-סטעיט באַטעריעס נוצן אַ האַרטן עלעקטראָליט. עס רינט נישט אָדער ברענט נישט לייכט. דאָס מאַכט זיי פיל זיכערער.

באַמערקונג: האַרטע עלעקטראָליטן כאַפּן נישט אָן קיין פייַער. זיי פֿאַרקלענערן דעם ריזיקאָ פֿון פייַער און איבערהיצונג. דאָס מאַכט האַרטע-שטאַט באַטעריעס גוט פֿאַר עלעקטרישע קאַרס און גרויסע ענערגיע סטאָרידזש.

דאָ איז אַ טאַבעלע צו ווייַזן זיכערהייט אונטערשיידן:

סאליד-סטעיט באַטעריעס אַרבעטן בעסער אין פילע וועגן. דער סאלידער עלעקטראָליט גיט העכערע ענערגיע געדיכטקייט. איר באַקומט מער מאַכט אין אַ קלענערער באַטעריע. די באַטעריע האַלט לענגער און לאָדט זיך שנעלער. טעסץ ווייַזן אַז בעסערע יאָן באַוועגונג גיט ביז 98.9% פון פולער קאַפּאַציטעט. ענערגיע עפעקטיווקייט קען דערגרייכן 97.8%. דאָס מיינט אַז ווייניקער ענערגיע ווערט פארשווענדעט און איר באַקומט מער נוצן פון יעדער לאָד.

איצט ווייסט איר ווי סאָליד-סטעיט באַטעריעס אַרבעטן. דער סאָלידער עלעקטראָליט איז זייער וויכטיק. עס לאָזט יאָנען זיך באַוועגן שנעל און זיכער. עס מאַכט אויך די באַטעריע זיכערער און שטאַרקער ווי אַלטע באַטעריעס. ווי איר לערנט מער, וועט איר זען פארוואס די טעכנאָלאָגיע איז וויכטיק פֿאַר דער צוקונפֿט.

וואָס זענען די טייפּס פון האַרט-שטאַט באַטעריעס?

עס זענען דא פארשידענע סארטן סאליד-סטעיט באטעריעס. יעדער סארט ניצט אנדערע מאטעריאלן און דיזיינס. די ענדערונגען האבן אן איינפלוס אויף ווי אזוי די באטעריע ארבעט און וואו זי ווערט גענוצט.

סאליד-סטעיט באטעריעס פאסן אריין אין צוויי הויפט גרופעס. די גרופעס הענגען אפ פון ווי דיק דער עלעקטראליט איז.

• גרויסע סאָליד-שטאַט באַטעריעס האָבן דיקע עלעקטראָליטן. מענטשן מאַכן זיי דורך צוזאַמענדריקן אָדער הייצן די טיילן.

• דין-פילם האַרט-שטאַט באַטעריעס האָבן זייער דין שיכטן. די שיכטן קענען זיין נאָר אַ פּאָר נאַנאָמעטער דיק. ספּעציעלע מאַשינען זענען דארף צו מאַכן די דין פילמען.

עס זענען אויך דא אסאך טיפן באזירט אויף וואס איז אינעווייניג אין דער באטעריע. דא איז א טאבעלע צו העלפן אייך זיי פארגלייכן:

עצה: איר קענט אויסקלויבן דעם באַטעריע טיפּ וואָס פּאַסט צו אייערע באַדערפענישן. דין-פילם באַטעריעס זענען גוט פֿאַר קליינע זאַכן ווי סמאַרט קאַרדס. גרויסע באַטעריעס אַרבעטן בעסער אין עלעקטרישע קאַרס.

איצט ווייסט איר אז עס זענען דא אסאך סארטן סאליד-סטעיט באטעריעס. יעדער סארט האט ספעציעלע בענעפיטן פאר פארשידענע נוצן.

סאָליד-סטעיט קעגן ליטהיום-יאָן

סאליד-סטעיט באַטעריעס און ליטיום-יאָן באַטעריעס זענען נישט די זעלבע. סאליד-סטעיט באַטעריעס ניצן אַ סאליד עלעקטראָליט. ליטיום-יאָן באַטעריעס ניצן אַ פליסיקע. דאָס מאַכט סאליד-סטעיט באַטעריעס פיל זיכערער. זיי זענען ווייניקער מסתּמא צו כאַפּן פייַער. זיי קענען האַלטן מער ענערגיע אין אַ קלענערער גרייס. זיי האַלטן אויך לענגער ווי ליטיום-יאָן באַטעריעס. אָבער, סאליד-סטעיט באַטעריעס קאָסטן מער איצט. זיי זענען אויך שווערער צו מאַכן.

דאָ איז אַ טאַבעלע צו העלפֿן אײַך פֿאַרגלײַכן:

מעלות און חסרונות

סאָליד-סטעיט באַטעריעס האָבן אַ סך גוטע מעלות:

• זיי האַלטן 2 ביז 2.5 מאָל מער ענערגיע ווי ליטיום-יאָן באַטעריעס. דאָס מיינט אַז באַטעריעס קענען זיין לייטער און קלענער.

• טשאַרדזשינג איז ביז 6 מאָל שנעלער. איר דאַרפט נישט וואַרטן אַזוי לאַנג.

• די שאַנס פון פייער איז פיל נידעריגער, איבער 20 מאָל ווייניקער.

• זיי אַרבעטן גוט אין הייסע אָדער קאַלטע ערטער און האַלטן לענגער.

אבער עס זענען אויך דא עטלעכע פראבלעמען:

• זיי קאָסטן אַ סך צוליב נײַע מאַטעריאַלן און ספּעציעלע פֿאַבריקן.

• רובֿ סאָליד-סטעיט באַטעריעס דאַרפֿן זײַן הייסער ווי צימער טעמפּעראַטור צו אַרבעטן בעסטן.

• עטלעכע טעסט באַטעריעס האַלטן נישט אַזוי לאַנג ווי ליטיום אייַזן פאָספֿאַט באַטעריעס. יענע קענען האַלטן איבער 4,000 ציקלען.

באַמערקונג: עקספּערטן טראַכטן אַז די פּרייזן קענען פאַלן צו $140 פּער קווה ביז 2028. אָבער עס קען נעמען נאָך פינף יאָר איידער פילע וועלן ווערן געמאַכט.

וואָס זענען די אַפּליקאַציעס פון האַרט-שטאַט באַטעריעס?

אַפּליקאַציעס און טשאַלאַנדזשיז

סאָליד-סטעיט באַטעריעס ווערן גענוצט אין עלעקטרישע קאַרס, סמאַרטפאָונז און סמאַרט קאַרדס. למשל, די ניאָ ET7 סעדאַן ניצט אַ האַלב-סאָליד-סטעיט באַטעריע. עס קען גיין 650 מייל אויף איין אָפּלאָד. סאַמסונג'ס סאָליד-סטעיט באַטעריע קען גיין איבער 600 מייל. עס קען אָפּלאָדירן צו 80% אין ווייניקער ווי 10 מינוט.

• סאָליד-סטעיט באַטעריעס זענען זיכערער און האַלטן לענגער.

• זיי דאַרפֿן ספּעציעלע מאַטעריאַלן און פֿאָרזיכטיק בויען.

• עס איז שווער צו האַלטן די האַרטע טיילן נאָענט צוזאַמען.

• פאבריקן מוזן האלטן ארויס וואסער, ספעציעל פאר סולפיד-באזירטע באטעריעס.

איר וועט זען מער סאָליד-סטעיט באַטעריעס ווי זיי ווערן ביליקער. פאַבריקן ווערן בעסער אין זיי מאַכן. פֿאַר איצט, זיי קוקן זייער פּראַמאַסינג אָבער האָבן נאָך עטלעכע פּראָבלעמען צו סאָלווע.

ווי זיכער זענען סאָליד-סטעיט באַטעריעס?

איר קענט זיך פרעגן צי סאליד-סטעיט באַטעריעס זענען טאַקע זיכערער ווי רעגולערע. די באַטעריעס ניצן אַ סאליד עלעקטראָליט. דער סאליד טייל ברענט נישט און לעקט נישט. צוליב דעם, זענען זיי פיל ווייניקער מסתּמא צו כאַפּן פייַער ווי באַטעריעס מיט פליסיקייט אינעווייניק. איר קענט זיך פילן זיכערער ניצן סאליד-סטעיט באַטעריעס אין זאכן ווי קאַרס אָדער טעלעפאָנען.

אבער זיכערהייט איז נישט נאר וועגן אפשטעלן פייערן. וויסנשאפטלער אין פּורדו אוניווערסיטעט האבן שטודירט וואס פאסירט ווען די באַטעריעס ברעכן אויס. זיי האבן געפונען אז געוויסע האַרטע עלעקטראָליטן, ווי Li10SnP2S12, קענען נאך אלץ זייער הייס ווערן. דאס פאסירט אויב געוויסע כעמישע רעאקציעס הייבן זיך אן ביי דער אנאד. די רעאקציעס קענען מאכן אז די באַטעריע זאל זיך שנעל אויפהייצן. די היץ קען אויך מאכן אז די קאטאָדע זאל ארויסלאזן זויערשטאף. דאס קען פאראורזאכן מער רעאקציעס און עפעס וואס הייסט "טערמישע אויסרינען". אזוי, אפילו ווען די האַרטע טיילן ברענען נישט, קען די באַטעריע נאך אלץ זייער הייס ווערן אויב עס איז דא א פראבלעם אינעווייניק.

וויסנשאפטלער ניצן רענטגן-געצייג צו קוקן אינעווייניק פון סאליד-שטאט באטעריעס. די פאראדיי אינסטיטוציע'ס SOLBAT פראיעקט האט געפונען אז ריסן קענען זיך פארמירן אין די סאליד עלעקטראליט איידער ליטיום בויט זיך אויף. די ריסן קענען זיך פארשפרייטן און פאראורזאכן קורצע קרייזן. אויב מען ניצט די באטעריע צו פיל, קענען זיך פארמירן ליידיגע פלעצער. ליטיום קען וואקסן אין די פלעצער און מאכן די באטעריע נישט זיכער.

עצה: סאָליד-סטעיט באַטעריעס זענען זיכערער ווי אַלטע באַטעריעס, אָבער איר דאַרפט נאָך זיין אָפּגעהיט. נייע דיזיינז און בעסערע מאַטעריאַלן וועלן זיי מאַכן נאָך זיכערער באַלד.

וואָס זענען די שוועריקייטן צו דער פּראַקטישער אַפּליקאַציע פון ​​האַרט-שטאַט באַטעריעס?

סאָליד-סטעיט באַטעריעס זעען אויס גרויס, אָבער זיי האָבן פּראָבלעמען. וויסנשאַפֿטלער און אינזשענירן האָבן אַ שווערע אַרבעט זיי צו מאַכן אַרבעטן אין פאַקטישן לעבן. עס איז נישט גרינג צו נוצן די באַטעריעס אין קאַרס אָדער טעלעפאָנען.

דאָ איז אַ טאַבעלע וואָס ליסט די הויפּט פּראָבלעמען:

מאכן סאליד-סטעיט באטעריעס איז שווער. די שיכטן מוזן זיין גלאט און נישט האבן ריסן. אויב די באטעריע ווערט גרעסער אדער קלענער, קען זי זיך צעברעכן אינעווייניג. קאלטע וועטער מאכט אז יאנען זאלן זיך באוועגן נאך שטייטער. פאבריקן דארפן ספעציעלע מאשינען צו בויען די באטעריעס. דאס מאכט זיי קאסטן מער.

עצה: וויסנשאפטלער ארבעטן צו פאררעכטן די פראבלעמען. ווען זיי וועלן געפינען בעסערע וועגן, וועט איר זען מער סאליד-סטעיט באטעריעס ארום אייך.

ווען וועלן סאָליד-סטעיט באַטעריעס אָנקומען אויפן עלעקטרישן מאַרק?

איר קענט זיך וואונדערן ווען איר וועט זען האַרט-שטאַט באַטעריעס אין עלעקטרישע קארס און אנדערע דעווייסעס. מארקעט אנאליז באריכטן ווייזן אז דער סאליד-סטעיט באטעריע מארקעט וועט וואקסן שנעל. אין 2024, איז דער מארקעט גרייס בערך $128.5 מיליאן. ביז 2032, ערווארטן עקספערטן אז עס וועט דערגרייכן $2,001.7 מיליאן. דאס מיינט אז דער מארקעט קען וואקסן מיט איבער 40% יעדעס יאר. איר קענט ערווארטן צו זען מער סאליד-סטעיט באטעריעס צווישן 2025 און 2032.

אסאך זאכן העלפן דעם וואוקס. פארקויפונגען פון עלעקטרישע וועהיקלעך שטייגן ווייטער. רעגירונגען פאָרשלאָגן אינסענטיוון צו נוצן ריינערע ענערגיע. טשאַרדזשינג סטאנציעס זענען גרינגער צו געפֿינען. פירמעס אויך פאַרברענגען מער געלט אויף פאָרשונג און אַנטוויקלונג. גרויסע אויטאָ פאַבריקאַנטן און באַטאַרייע פירמעס אַרבעטן צוזאַמען צו בויען נייע פאַבריקן. די טריט העלפן ברענגען האַרט-שטאַט באַטאַרייעס צום מאַרק שנעלער.

איר וועט מסתּמא זען די ערשטע סאָליד-סטעיט באַטעריעס אין הויך-קלאַס עלעקטרישע קאַרס. קאָמפּאַניעס אין די פאַראייניקטע שטאַטן, אייראָפּע, כינע און יאַפּאַן פירן דעם וועג. נאָך לוקסוס קאַרס, קענט איר זען די באַטעריעס אין רעגולער קאַרס, בוסעס און אפילו היים ענערגיע סטאָרידזש.

באַמערקונג: איר וועט אפשר נישט זען סאָליד-סטעיט באַטעריעס אין יעדן אויטאָ גלייך. אין אָנהייב וועלן זיי קאָסטן מער און זיין אין ספּעציעלע מאָדעלן. ווי פאַבריקן פּראָדוצירן מער, וועלן די פּרייזן פאַלן, און איר וועט זיי זען אין מער ערטער.

דאָ איז אַ שנעלער בליק אויף וואָס צו דערוואַרטן:

סאליד-סטעיט באַטעריעס קומען באַלד. איר וועט זען ווי זיי טוישן ווי איר ניצט עלעקטרישע קאַרס און אַנדערע דעוויסעס אין די קומענדיקע יאָרן.

איר האָט געלערנט ווי אַ האַרט-שטאַט באַטעריע אַרבעט. די באַטעריעס נוצן אַ האַרט עלעקטראָליט. דאָס העלפֿט יאָנען זיך באַוועגן זיכער און שנעל. דאָ זענען עטלעכע הויפּט גוטע זאַכן וועגן זיי:

האַרט-שטאַט באַטעריעס קענען מאַכן עלעקטרישע קאַרס און דעוויסעס בעסער פֿאַר אַלע מענטשן.

אָפֿט געשטעלטע פֿראַגעס

וואָס מאַכט סאָליד-סטעיט באַטעריעס זיכערער ווי רעגולער באַטעריעס?

סאליד-סטעיט באַטעריעס זענען זיכערער ווייל דער סאליד עלעקטראָליט קען נישט דורכרינען. עס קען אויך נישט אָנצינדן. דאָס מיינט אַז אייערע דעוויסעס האָבן אַ קלענערע שאַנס פֿאַר אַקסאַדענטן.

קען מען ניצן סאָליד-סטעיט באַטעריעס אין קאַלט וועטער?

איר קענט ניצן די באַטעריעס אין קאַלט וועטער, אָבער זיי אַרבעטן נישט אַזוי גוט. עטלעכע טיפּן האַנדלען מיט קעלט בעסער ווי אַנדערע. קוקט שטענדיק אויף די באַטעריעס זיכערע טעמפּעראַטור קייט.

ווי לאַנג האַלטן האַרט-שטאַט באַטעריעס?

סאָליד-סטעיט באַטעריעס האַלטן געוויינטלעך לענגער ווי ליטיום-יאָן באַטעריעס. פילע קענען ווערן אויפגעלאָדן ביז 2,000 מאָל איידער זיי אָנהייבן צו פאַרלירן מאַכט.