Elektrifikasi yang Semakin makin tambah meluas Mewajibkan Kami Pikirkan Kembali Tehnologi Battery
Dr. Moshiel Biton yakni CEO serta salah satunya pendiri Addionics, perusahaan tehnologi battery yang siapkan Elektroda 3D Pandai yang diintensifkan AI untuk penyimpanan energi angkatan selanjutnya. Perubahan ekonomi global ke elektrifikasi yang semakin makin tambah meluas udah mempertingkat permohonan battery yang lebih bertahan lama serta pengisian lebih semakin cepat di semuanya industri tergolong transportasi, electronic pelanggan, piranti klinis, serta penyimpanan energi perumahan. Sementara kegunaan dari peralihan ini dimengerti secara baik, realitanya pembaruan battery tak searah dengan tekad warga.
Dengan laporan yang mengira-ngira kesempatan 40% jika temperatur dunia akan naik waktu 5 tahun di depan melebihi batasan 1,5 derajat Celcius yang ditentukan dalam persetujuan cuaca Paris, terang kalau tidak ada jam yang kebuang buat membikin angkatan seterusnya. battery, yang bisa dengan gampang habiskan waktu sepuluh tahun kembali untuk seluruhnya dikomersialkan.
Buat penuhi penekanan yang bertambah untuk elektrifikasi, pendekatan yang sungguh-sungguh anyar buat membentuk battery yaitu salah satu langkah untuk menskalakan battery isi ulangi dengan lumayan cepat buat membatasi emisi gas rumah kaca secara global dan menghindar skenario paling buruk untuk kritis cuaca.
Rintangan pengembangan battery
Sepanjang sejumlah dasawarsa paling akhir, ahli battery, pencipta mobil, penyedia Tier 1, investor, dan faksi yang lain ingin melistriki sudah menggunakan miliaran dolar secara global buat membentuk battery angkatan seterusnya dengan fokus terpenting pada kimia battery. Akan tetapi industri masih bergelut dengan 2 halangan tehnis fundamental penting yang halangi proliferasi battery:
1. Tradeoff energi/daya: Seluruhnya battery yang dibuat sekarang hadapi tradeoff energi-ke-daya. Battery bisa menaruh bisa lebih banyak energi atau bisa isikan/kosongkan lebih semakin cepat. Dalam soal kendaraan listrik, ini memiliki arti tidak ada satu battery lantas yang bisa sediakan pengisian daya jarak jauh dan cepat.
2. Ketidaksamaan anoda-katoda: Technologi battery menggiurkan sekarang ini mengoptimalkan kepadatan energi anoda, elektroda negatif dari pasangan elektroda yang membuat tiap-tiap sel battery lithium-ion. Akan tetapi, anoda udah punya kerapatan energi yang semakin besar ketimbang teman positifnya, katoda. Kepadatan energi katoda kelanjutannnya mesti sama dengan anoda buat memperoleh kemampuan penyimpanan energi sangat banyak dari ukuran battery tertentu. Tiada inovasi dalam mempertingkat kepadatan energi katoda, beberapa dari tehnologi battery sangat menarik waktu ini tak segera dapat memberinya kapasitas penuhnya. Sama yang ada waktu ini, battery lithium-ion yang sangat umum dipakai tidak bisa penuhi keperluan pelbagai program masa datang yang serba listrik. Banyak sejumlah perusahaan sudah berusaha untuk menangani tuntutan ini lewat kimia battery baru buat memaksimalkan rasio kepadatan daya kepada energi yang tinggi untuk pelbagai tingkat kesuksesan, namun amat sedikit yang dekati perolehan metrik kemampuan yang dibutuhkan untuk rasio massal dan komersilisasi.
> Kelanjutannnya, technologi juara dalam perlombaan ke arah elektrifikasi keseluruhan dapat menjadi yang punya efek amat penting pada performa, turunkan cost, dan kompatibilitas dengan infrastruktur manufacturing yang ada.
Apa battery solid-state yaitu cawan suci?
Periset battery udah mengusahakan battery solid-state jadi cawan suci tehnologi battery sebab kebolehannya untuk menggapai kepadatan energi yang tinggi serta kenaikan keamanan. https://teknotbr.com/ Tapi, sampai sekarang ini, technologi itu udah tidak sukses dalam prakteknya.
Battery solid-state punya kerapatan energi yang jauh makin tinggi serta mempunyai potensi makin aman lantaran tidak memanfaatkan elektrolit cair yang ringan terbakar. Akan tetapi, technologi ini masih anyar lahir serta miliki jalan panjang buat gapai komersilisasi. Proses manufacturing battery solid-state harus dinaikkan buat turunkan cost, terlebih untuk industri otomotif yang memiliki tujuan untuk sampai pengurangan cost agresif serendah $50/kWh di beberapa tahun kedepan.
Kendala materiil yang lain buat menempatkan tehnologi solid-state yakni kebatasan kepadatan energi keseluruhan yang bisa ditaruh dalam katoda per unit volume. Pemecahan yang pasti untuk problem ini merupakan punya battery dengan katoda yang lebih tebal. Tapi, katoda yang lebih tebal dapat kurangi kestabilan operator serta termal battery. Ketakstabilan itu sebabkan delaminasi (gaya ketidakberhasilannya di mana material pecah jadi lapisan), retakan serta pembelahan — seluruhnya mengakibatkan kegagalannya battery prematur. Terkecuali itu, katoda yang lebih tebal membataskan difusi dan kurangi daya. Hasilnya yakni ada batasan ringkas untuk ketebalan katoda, yang batasi kemampuan anoda.
ambil bahan dengan silikon
Dalam umumnya perkara, perusahaan yang meningkatkan battery berbasiskan silikon memasukkan sampai 30% silikon dengan grafit untuk menambah kepadatan energi. Battery yang dibentuk oleh Sila Nanotechnologies yakni contoh sampel pemakaian kombinasi silikon untuk mempertingkat kepadatan energi. Pendekatan lain yakni dengan memanfaatkan 100% anoda silikon murni, yang dibatas oleh elektroda yang paling tipis serta ongkos produksi yang tinggi, untuk mendatangkan kepadatan energi yang makin tinggi, seperti pendekatan Amprius.
Sementara silikon memberinya kepadatan energi yang lebih besar, ada kekurangan penting yang membataskan aplikasinya sampai saat ini: Bahan alami peluasan dan penyusutan volume saat isikan dan kosongkan, membataskan saat gunakan battery serta performa. Ini menuju pada persoalan degenerasi yang harus dituntaskan oleh produsen saat sebelum dipungut secara komersil. Lepas dari halangan itu, beberapa battery berbasiskan silikon udah dipakai secara komersil, tergolong disektor otomotif, di mana Tesla pimpin dalam adopsi silikon buat EV.
Kewajiban buat elektrifikasi butuh konsentrasi baru pada rancangan battery
Perkembangan arsitektur battery dan kreasi sel membuktikan janji yang penting untuk buka perubahan dengan kimia battery yang ada serta yang baru tampil.
Kemungkinan yang sangat mencolok dari sudut pandang arus penting yakni sel battery "biskuit timah" Tesla yang dikeluarkan perusahaan pada Hari Battery 2020. Ini masih gunakan kimia lithium-ion, namun perusahaan meniadakan tab di sel yang berperan sebagai titik hubungan positif serta negatif di antara anoda serta katoda dan casing battery, serta menjadi tukarnya memanfaatkan kreasi sirap dalam sel. Pengubahan bentuk ini menolong kurangi ongkos produksi sekalian tingkatkan jarak menempuh dan hilangkan banyak rintangan termal yang bisa dijumpai sel waktu pengisian cepat dengan listrik DC.
Peralihan dari susunan elektroda 2D tradisionil ke susunan 3D yakni pendekatan yang lain mendapati daya magnet di industri. Susunan 3D menciptakan energi tinggi serta kemampuan daya tinggi baik di anoda atau katoda buat tiap bahan kimia battery.
Biarpun masihlah dalam sesi R&D dan pengecekan, elektroda 3D sudah menggapai kemampuan yang bisa dijangkau kedua kalinya makin tinggi, waktu pengisian 50% semakin sedikit, dan periode gunakan 150% makin lama untuk produk bekerja tinggi pada harga beradu di pasar. Oleh karenanya, untuk menaikkan kekuatan battery untuk buka kemampuan penuh penyimpanan energi untuk bermacam terapan, sangat perlu untuk meningkatkan jalan keluar yang mengedepankan di perombakan susunan fisik battery.
Menjadi pemenang perlombaan battery
Bukan sekedar penambahan performa yang dapat memenangi perlombaan battery, tapi juga sempurnakan produksi dan pengurangan ongkos. Untuk tangkap market share battery yang menggelembung yang diprediksikan capai $279,7 miliar di tahun 2027, beberapa negara di penjuru dunia mesti mendapati teknik buat menggapai produksi battery memiliki biaya rendah dalam jumlah besar. Mendahulukan jalan keluar "drop-in" dan cara produksi inovatif yang bisa dikombinasikan dengan lajur perakitan dan material yang ada dapat menjadi kuncinya.
Gagasan Tugas Amerika administrasi Biden menyorot keutamaan produksi battery lokal untuk maksud negara tersebut jadi pimpinan dalam elektrifikasi sekalian penuhi obyek pengurangan karbon yang berambisi. Prinsip semacam ini akan mainkan andil kunci dalam memastikan siapa yang bisa membela keunggulan bersaing krisis di ruangan battery serta ambil sisi paling besar dari pasar EV global sebesar $ 162 miliar.
Kelanjutannnya, technologi juara dalam perlombaan tuju elektrifikasi keseluruhan bisa jadi yang miliki imbas sangat berarti di kemampuan, turunkan cost, serta kompatibilitas dengan infrastruktur manufacturing yang ada. Dengan ambil pendekatan holistik serta lebih focus di perubahan kreasi sel sembari pula sempurnakan kimia terpenting, kami bisa menggapai cara setelah itu dalam kemampuan battery dan komersilisasi cepat yang paling diperlukan dunia.