Semi-solid-state batterijen: e-bicycle-batterijen met dubbele bereik en uithoudingsvermogen

Semi-vaste batterijen zijn een nieuw type semi-solid flow-batterij ontwikkeld door wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology. Ze kosten slechts een derde van de batterijen die in bestaande elektrische voertuigen worden gebruikt, maar kunnen het drivingbereik van elektrische voertuigen op één lading verdubbelen.

Semi-vaste staten batterijen e-bicycle-batterijen met het dubbele van het bereik en het uithoudingsvermogen

Solid-state batterijen zijn een nieuwe batterijtechnologie. In tegenstelling tot de lithium-ionbatterijen en lithium-ionpolymeerbatterijen die tegenwoordig worden gebruikt, zijn batterijen met vaste toestand die vaste elektroden en vaste elektrolyten gebruiken.

Elektrische voertuigen, fietsen, schepen en zelfs kleine vliegtuigen verspreiden zich over de hele wereld. Ze zijn minder duur en aantoonbaar ecologischer om te werken dan die met interne verbrandingsmotoren (ICE). Niettemin hebben ze een zwakte: hun lithium-ionbatterijen zijn duur, zwaar, duren niet zo lang als hun elektromotoren, bieden een beperkt bereik en kunnen zelfs in brand vullen. Batterijen van vaste toestand kunnen veel beter zijn, of het nu voor ebikes of andere voertuigen is.

Semi-solid-state batterijen e-bicycle-batterijen met het dubbele van het bereik en het uithoudingsvermogen2

Solid-State State Batteries Pro's & Cons in vergelijking met lithium-ionen die :

Ze ontploffen niet of vatten brand niet.
Ze bieden ten minste 50% meer capaciteit en dus bereik.
Ze kunnen binnen ongeveer 15 minuten volledig opladen.
Ze kunnen twee keer zo lang duren voordat ze meer dan 10% van hun capaciteit verliezen.
Ze bevatten geen zeldzame metalen zoals kobalt.
Ze zijn kleiner en lichter.
Omdat ze geen vloeistoffen bevatten, die hun volume kunnen uitbreiden met warmte en krimpen met kou, zijn ze veel stabieler en kunnen ze beter extreme temperaturen weerstaan.
Ze zullen naar verwachting in dit vroege stadium duur zijn, althans tot nu toe.

Hun massaproductie kan jaren duren om in werking te komen, experts die op zijn vroegst aan het einde van dit decennium voorspellen. Natuurlijk is de buzz gericht op auto's, maar dergelijke batterijen zullen zeer waarschijnlijk worden ingezetebikes.

Ten minste één EBike-fabrikant, de Zwitserse stromer, heeft al een prototype van EBike gebouwd met een vaste toestand batterij, die volgens hen revolutionair is, waardoor het potentieel van ebike lithium-ionbatterijen, of het nu voor stroomdichtheid, bereik, duur, duur is, veel verdubbeld. Het is in een ontwikkelingsfase, voorspeld dat het binnen een paar jaar wordt verkocht. Aangezien batterijen voor vaste toestand al zijn ingezet voor kleine apparaten en zelfs hartpacemakers, zijn er geen redenen om te vrezen dat ze niet geschikt zijn voor ebikes.

Er zijn echter verschillende technische problemen bij het bereiken van massaproductie van vaste toestand batterijen:

De eerste is de selectie en synthese van materialen. Semi-vaste batterijen vereisen het gebruik van speciale vaste elektrolyten en positieve en negatieve elektrodematerialen. De synthese en selectie van deze materialen moeten rekening houden met meerdere factoren zoals batterijprestaties, veiligheid en kosten. Tegelijkertijd moeten deze materialen een goede ionische geleidbaarheid, chemische stabiliteit en mechanische sterkte hebben. Hoe compatibel te zijn met zoveel factoren en omstandigheden is een moeilijk probleem!

De tweede is het complexe productieproces. Het productieproces van vaste statenbatterijen omvat meerdere stappen, waaronder materiaalbereiding, elektrodecoating, elektrolytvulling, batterijverpakkingen, enz. Deze stappen vereisen een zeer nauwkeurige apparatuur en strikte productiecontrole om de kwaliteit en prestaties van de batterij te waarborgen. De kwaliteit van het productieproces heeft direct invloed op de prestaties van de batterij, wat leidt tot het feit dat de massaproductie van vaste toestand batterijen niet iets is dat de meeste bedrijven kunnen doen.


Posttijd: juli-18-2024