Non é unha tarefa fácil desenvolver un BEV que, como os actuais vehículos ICE, poden repostar en tres minutos, teñen unha autonomía de 1.000 km co depósito cheo, dispoñen dunha infraestrutura suficiente e poden ser operados facilmente durante polo menos 10 anos. Non obstante, a aparición de baterías de estado sólido podería perturbar a situación actual e acelerar moito a adopción no mercado de BEV.
Cando as baterías de ión-litio, moi utilizadas en teléfonos intelixentes e outros dispositivos electrónicos miniaturizados, se usan en aplicacións automotrices, exixencian moito máis a seguridade e a duración da batería.
Ao mesmo tempo, hai unha compensación entre melloras no alcance, que esencialmente requiren un aumento da densidade enerxética, e seguridade/durabilidade. Esta compensación é a principal razón pola que o rendemento das actuais baterías de iones de litio é visto como unha barreira posiblemente insalvable para o aumento da adopción do mercado dos vehículos eléctricos.
As baterías de estado sólido teñen o potencial de superar estes problemas. As baterías de estado sólido teñen unha longa historia. Os electrólitos sólidos desenvolvéronse na década de 70, pero a condutividade iónica insuficiente limitou a súa aplicación. Non obstante, recentemente descubríronse electrólitos sólidos cunha condutividade iónica similar ou superior aos electrólitos líquidos, o que acelera os esforzos de investigación e desenvolvemento.
Os fabricantes de automóbiles
No Salón do Automóbil de Tokio 2017, Toyota anunciou un obxectivo para a comercialización de BEV totalmente en estado sólido na primeira metade da década de 20. Aínda que a primeira xeración de BEV que utilizará baterías totalmente de estado sólido que se espera que sexa lanzada por Toyota só terá un volume de produción limitado, o anuncio da compañía, sen dúbida, estimulará máis esforzos de moitas empresas, investigadores e entidades gobernamentais no desenvolvemento de todas as baterías de estado sólido. .
Volkswagen, Hyundai Motor e Nissan Motor anunciaron investimentos en empresas de nova creación, polo que cremos que este é un tema susceptible de beneficiarse dunha maior atención.
As baterías de iones de litio actuais consisten nun cátodo, unha solución de electrólito, un separador e un ánodo. A diferenza dunha batería de estado sólido é que o electrólito é sólido. De feito, todos os compoñentes e materiais son sólidos, de aí a terminoloxía de "estado sólido".
As propiedades das baterías de estado sólido dependen dos materiais empregados, pero a investigación ata a data revela un claro potencial en termos de seguridade, resistencia a fugas, resistencia á combustión (estrutura de refrixeración simplificada), miniaturización, flexibilidade de deseño en canto á formación de contacto directo de a capa celular, ciclo de descarga relativamente longo, sen degradación debido a boas propiedades de alta/baixa temperatura, tempos de carga curtos, alta densidade de enerxía e alta densidade de enerxía.
No pasado, a baixa densidade de enerxía foi considerada como unha debilidade das baterías de estado sólido, pero o Instituto Tecnolóxico de Tokio e o equipo de investigación de Toyota desenvolveron conxuntamente unha batería de estado sólido con tres veces a densidade de enerxía e o dobre de enerxía existente. baterías de iones de litio. Cremos que todas as baterías de estado sólido teñen o potencial de superar as desvantaxes dos vehículos eléctricos.
Os principais impactos das baterías de estado sólido na industria do automóbil inclúen unha aceleración na incorporación ao mercado de BEV e cambios na cadea de subministración de baterías BEV. Seis BEV substituiría os vehículos ICE, non serían necesarios motores, transmisións e pezas relacionadas, pero si habería unha nova necesidade de baterías, inversores, motores e pezas relacionadas con estes sistemas.
Para os montadores de automóbiles convencionais, que producen motores e transmisións internamente, asegurarse de que teñen a capacidade de desenvolver baterías de estado sólido na propia empresa é unha importante fonte de valor engadido. Para os provedores, será importante revisar tecnoloxías elementais para desenvolver novos compoñentes.
Se hai un aumento na adopción no mercado de BEVTamén é probable que cambien as normas nacionais que rexen cousas como impostos, política enerxética e recursos.
Un cambio de baterías de iones de litio de estado líquido a estado sólido tamén suporía un cambio de electrólitos líquidos a sólidos e unha diminución da necesidade de separadores, e habería potencial para usar novos materiais para cátodos e ánodos.
É probable que os materiais utilizados nas baterías de estado sólido que Toyota lanzará no primeiro semestre de 2020 sexan similares aos utilizados na actualidade e, a medida que se reduzan os volumes de produción, o impacto na cadea de subministración actual tamén será probable. pequena. Non obstante, se observamos un progreso material nos esforzos de I+D, é probable que as baterías de estado sólido dispoñibles na segunda metade dos anos 2020 e 2030 sexan perturbadoras.
Falouse dun prexuízo cara i BEV, pero o consenso actual do mercado é que agora estamos nunha era de "diversificación do tren motriz" en lugar da chegada da idade de BEV como tal. Con todo, cremos que se os esforzos para desenvolver a produción en masa de todas as baterías de estado sólido teñen éxito, a era de BEV pode estar preto.
Aínda así, habería que superar unha serie de problemas. A investigación e o desenvolvemento dirixidos á produción en masa de todas as baterías de estado sólido acaban de comezar e aínda non está claro ata que punto os custos de produción diminuirán. En teoría, debería haber un potencial significativo de redución de custos dada a simplificación dos paquetes de baterías e o uso de materiais de electrodos de baixo custo.
Por outra banda, se hai avances maiores do esperado na mellora do rendemento das baterías de ión-litio e maiores reducións de custos, a transición ás baterías de estado sólido podería atrasarse.
Tamén existe o risco de que o interese por i BEV poden desaparecer debido ao desenvolvemento dos vehículos eléctricos híbridos (HEV) e dos vehículos ICE estándar, o debate sobre as rodas e a renovada popularidade dos vehículos diésel, o que podería significar debilitar os esforzos de desenvolvemento de todas as baterías de estado sólido.
Desde o punto de vista da autonomía e do tempo necesario para repostar con hidróxeno, os vehículos de pila de combustible son outro dos competidores potenciales. Aínda que os problemas de infraestrutura son un problema, hai un potencial considerable en canto á substitución dos combustibles fósiles e ao transporte de enerxía.
A Enquisa Global Automotive Executive Survey de KPMG 2018 clasificou os vehículos de pila de combustible como a principal tendencia clave ata 2025 e BEV ocupa o terceiro lugar segundo os executivos mundiais de automoción. En 3, a mesma enquisa deu a volta, con i BEV en primeiro lugar e os vehículos de pila de combustible en terceiro lugar.
BlogInnovazione.it
O pasado luns, o Financial Times anunciou un acordo con OpenAI. FT licencia o seu xornalismo de clase mundial...
Millóns de persoas pagan por servizos de streaming, pagando taxas de subscrición mensuais. É unha opinión común que vostede...
Coveware by Veeam continuará ofrecendo servizos de resposta a incidentes de extorsión cibernética. Coveware ofrecerá capacidades forenses e de remediación...
O mantemento preditivo está a revolucionar o sector do petróleo e do gas, cun enfoque innovador e proactivo para a xestión das plantas...
