Innovazzjonijiet tas-suq: Batteriji ta 'stat solidu

L-isplużjoni fil-vetturi elettriċi tal-batteriji (BEV) hija r-riżultat ta' ideali promossi minn gvernijiet, regolamenti u etika tan-negozju. S'issa, m'hemm ħadd BEV kapaċi tissodisfa l-ħtiġijiet tal-konsumatur bl-istess mod bħal vettura bil-magna tal-kombustjoni interna (ICE), u bbażata fuq pjanijiet direzzjonali mħabbra minn produtturi tal-karozzi, m'hemm l-ebda sinjal li wieħed se joħroġ sal-2030.

karatteristiċi

Mhuwiex kompitu faċli li tiżviluppa a BEV li, bħall-vetturi attwali tal-ICE, jistgħu jiġu rifornimenti fi tliet minuti, għandhom medda ta’ 1.000 km fuq tank sħiħ, jibbenefikaw minn infrastruttura suffiċjenti u jistgħu faċilment jitħaddmu għal mill-inqas 10 snin. Madankollu, l-emerġenza ta 'batteriji ta' stat solidu kollu tista 'tfixkel is-sitwazzjoni attwali u taċċellera ħafna l-adozzjoni tas-suq ta' BEV.

Meta l-batteriji tal-jone tal-litju, użati b'mod wiesa 'fl-ismartphones u apparat elettroniku minjaturizzat ieħor, jintużaw f'applikazzjonijiet tal-karozzi, huma jqiegħdu talbiet ferm ogħla fuq is-sigurtà u l-ħajja tal-batterija.

Fl-istess ħin, hemm kompromess bejn titjib fil-firxa, li essenzjalment jeħtieġu żieda fid-densità tal-enerġija, u s-sigurtà/durabilità. Dan il-kompromess huwa r-raġuni ewlenija għaliex il-prestazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju attwali hija meqjusa bħala ostaklu possibbilment insormontabbli għall-użu akbar tas-suq tal-vetturi elettriċi.

Il-batteriji fi stat solidu għandhom il-potenzjal li jegħlbu dawn il-problemi. Il-batteriji tal-istat solidu għandhom storja twila. L-elettroliti solidi ġew żviluppati fis-snin sebgħin, iżda konduttività jonika insuffiċjenti llimitat l-applikazzjoni tagħhom. Madankollu, reċentement ġew skoperti elettroliti solidi b'konduttività jonika simili jew superjuri għal elettroliti likwidi, li jaċċelleraw l-isforzi ta 'riċerka u żvilupp.

Il-manifatturi tal-karozzi

Fil-Tokjo Motor Show 2017, Toyota ħabbret mira għall-kummerċjalizzazzjoni ta ' BEV kompletament solidu fl-ewwel nofs tas-snin għoxrin. Għalkemm l-ewwel ġenerazzjoni ta BEV li se juża batteriji ta 'stat solidu kollu li huwa mistenni li jitnieda minn Toyota se jkollu biss volum ta' produzzjoni limitat, it-tħabbira tal-kumpanija bla dubju se tixpruna aktar sforzi minn ħafna kumpaniji, riċerkaturi u entitajiet tal-gvern fl-iżvilupp tal-batteriji kollha ta 'stat solidu .

Volkswagen, Hyundai Motor u Nissan Motor kollha ħabbru investimenti f'kumpaniji ġodda, għalhekk nemmnu li dan huwa suġġett li x'aktarx jibbenefika minn attenzjoni akbar.

Potenzjal ta 'batteriji ta' stat solidu

Il-batteriji tal-jone tal-litju kurrenti jikkonsistu mill-katodu, soluzzjoni ta 'elettroliti, separatur u anodu. Id-differenza f'batterija ta 'stat solidu hija li l-elettrolit huwa solidu. Fil-fatt, il-komponenti u l-materjali kollha huma solidi, għalhekk it-terminoloġija ta '"stat solidu".

Il-proprjetajiet tal-batteriji fi stat solidu jiddependu fuq il-materjali użati, iżda r-riċerka sal-lum tiżvela potenzjal ċar f'termini ta 'sikurezza, reżistenza għat-tnixxija, reżistenza għall-ħruq (struttura ta' tkessiħ simplifikata), minjaturizzazzjoni, flessibilità tad-disinn f'termini ta 'kuntatt dirett ta' formazzjoni ta ' is-saff taċ-ċelluli, il-ħajja taċ-ċiklu tal-iskariku relattivament twil, l-ebda degradazzjoni minħabba proprjetajiet tajbin ta 'temperatura għolja/baxxa, ħinijiet qosra ta' ħlas, densità għolja ta 'enerġija u densità ta' qawwa għolja.

Fil-passat, id-densità ta 'enerġija baxxa kienet meqjusa bħala dgħjufija ta' batteriji ta 'stat solidu, iżda l-Istitut tat-Teknoloġija ta' Tokyo u t-tim ta 'riċerka ta' Toyota żviluppaw b'mod konġunt batterija ta 'stat solidu bi tliet darbiet id-densità tal-enerġija u d-doppju tad-densità tal-enerġija ta' eżistenti batteriji tal-jone tal-litju. Aħna nemmnu li l-batteriji solidi kollha għandhom il-potenzjal li jegħlbu l-iżvantaġġi tal-vetturi elettriċi.

Impatt tal-penetrazzjoni fis-suq ta 'batteriji ta' stat solidu

L-impatti ewlenin tal-batteriji fi stat solidu fuq l-industrija tal-karozzi jinkludu aċċelerazzjoni fl-assorbiment tas-suq ta' BEV u bidliet fil-katina tal-provvista tal-batteriji BEV. Sitt BEV se jissostitwixxi l-vetturi ICE, ma jkunx hemm bżonn ta 'magni, trasmissjonijiet u partijiet relatati, iżda jkun hemm ħtieġa ġdida għal batteriji, inverters, muturi u partijiet relatati ma' dawn is-sistemi.

Għal armaturi ta 'karozzi konvenzjonali, li jipproduċu magni u drivetrains internament, li jiġi żgurat li jkollhom il-kapaċità li jiżviluppaw batteriji kollha ta' stat solidu internament huwa sors importanti ta 'valur miżjud. Għall-fornituri, se jkun importanti li jiġu riveduti teknoloġiji elementari biex jiġu żviluppati komponenti ġodda.

Jekk ikun hemm żieda fl-adozzjoni tas-suq ta BEVIr-regoli nazzjonali li jirregolaw affarijiet bħat-taxxi, il-politika tal-enerġija u r-riżorsi wkoll x'aktarx li jinbidlu.

Qlib minn batteriji tal-jone tal-litju likwidu għal stat solidu jkun ifisser ukoll bidla minn elettroliti likwidi għal solidi u tnaqqis fil-ħtieġa għal separaturi, u jkun hemm potenzjal għall-użu ta 'materjali ġodda għal katodi u anodi.

Il-materjali użati fil-batteriji tal-istat solidu kollu li Toyota se tniedi fl-ewwel nofs tal-2020 x'aktarx ikunu simili għal dawk użati bħalissa, u hekk kif il-volumi tal-produzzjoni jitnaqqsu, l-impatt fuq il-katina tal-provvista attwali x'aktarx ikun ukoll żgħar. Madankollu, jekk naraw progress materjali fl-isforzi ta 'R&D, il-batteriji kollha ta' stat solidu disponibbli fit-tieni nofs tas-snin 2020 u 2030 x'aktarx li jkunu ta 'sfrattu.

Ostakoli għall-użu fis-suq ta' batteriji ta' stat solidu

Kien hemm diskors dwar preġudizzju lejn i BEV, iżda l-kunsens attwali tas-suq huwa li issa qegħdin f'era ta '"diversifikazzjoni tal-powertrain" aktar milli l-miġja tal-età ta' BEV bħala tali. Madankollu, aħna nemmnu li jekk l-isforzi biex tiġi żviluppata l-produzzjoni tal-massa tal-batteriji kollha ta 'stat solidu huma ta' suċċess, l-era ta ' BEV jista’ jkun qrib.

Anke hekk, ikun hemm bżonn li jingħelbu għadd ta' problemi. Ir-riċerka u l-iżvilupp immirati lejn il-produzzjoni tal-massa tal-batteriji kollha ta 'stat solidu għadhom kif bdew, u sa liema punt l-ispejjeż tal-produzzjoni se jonqsu għadu mhux ċar. Fit-teorija, għandu jkun hemm potenzjal sinifikanti ta 'tnaqqis tal-ispejjeż minħabba s-simplifikazzjoni tal-pakketti tal-batteriji u l-użu ta' materjali tal-elettrodi bi prezz baxx.

Min-naħa l-oħra, jekk ikun hemm progress akbar milli mistenni fit-titjib tal-prestazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju u tnaqqis akbar fl-ispejjeż, it-tranżizzjoni għal batteriji ta 'stat solidu kollu tista' tittardja.

Futur

Hemm ukoll ir-riskju li interess fi i BEV infushom jistgħu jisparixxu minħabba żviluppi fil-vetturi elettriċi ibridi (HEV) u vetturi ICE standard, id-dibattitu well-to-wheels u l-popolarità mġedda tal-vetturi diesel, li jista 'jfisser id-dgħajjef tal-isforzi ta' żvilupp għall-batteriji kollha stat solidu.

Mil-lat tal-firxa u l-ħin meħtieġ biex jimtlew bl-idroġenu, il-vetturi taċ-ċelloli tal-fjuwil huma kompetitur potenzjali ieħor. Filwaqt li kwistjonijiet ta' infrastruttura huma kwistjoni, hemm potenzjal konsiderevoli f'termini ta' sostituzzjoni tal-fjuwils fossili u t-trasport tal-enerġija.

L-Istħarriġ Eżekuttiv Globali tal-Karozzi tal-2018 ta’ KPMG ikklassifika l-vetturi taċ-ċelloli tal-fjuwil bħala l-ogħla xejra ewlenija sal-2025 u BEV kklassifikati fit-tielet post skont l-eżekuttivi globali tal-karozzi. Fl-3, l-istess stħarriġ qaleb il-mejda, b’i BEV fl-ewwel post u vetturi taċ-ċelloli tal-fjuwil fit-tielet post.

BlogInnovazione.it