Obsah
Drahá nutnost
Výroba elektrolytů v pevné fázi je však nákladná. Jako Dr. Lorenzo Grande, technologický analytik IDTechEx, který představí webinář o technologii polovodičových baterií 25. října (podrobnosti zde, pokud si chcete poslechnout), mi řekl, že „cena za metr čtvereční exponenciálně roste s velikost baterie, kterou chcete vyrobit. “
Cena za metr čtvereční exponenciálně roste s velikostí baterie.
Náklady na tenkovrstvou baterii by mohly být 20–30 $ za malou RFID, ale náklady by byly na úrovni baterie smartphonu neúnosné. V tomto měřítku by alternativa v pevném stavu mohla stát tisíce dolarů za jednu baterii.
To je zjevně překážkou pro běžné aplikace spotřební elektroniky. Ale jak zdůraznil Dr. Grande, odkazující na aktuální události:
Lithium-iontové baterie, jak je známe, obsahují hořlavé elektrolyty. Tyto elektrolyty jsou obvykle vyráběny z organických látek nebo chemikálií, které jsou vysoce hořlavé.
Když uvažujeme o nahrazení těchto elektrolytů pevným protějškem, okamžitým přínosem je přechod od hořlavé kapaliny k něčemu pevnému, který je buď nehořlavý nebo je mnohem méně hořlavý, a tudíž pro uživatele bezpečnější.
Důvodem, proč každý používá kapalné elektrolyty, je to, že tuhé elektrolyty ještě nejsou plně vyvinuty nebo jsou stále příliš drahé na výrobu ve velkém měřítku.
Je tedy zřejmé, že polovodičové baterie mají ve spotřební elektronice před sebou velkou budoucnost, pokud dokážeme snížit výrobní náklady. Přestože se jedná o hru stále někoho, Dr. Grande si myslí, že společnost jako Samsung, která v poslední době utrpěla obrovské poškození své pověsti v oblasti bezpečnosti, by mohla být mezi prvními, kdo ohlásí v chytrém telefonu baterii SSD, i když je to stojí peníze na to.
Kde jsme
Jak mi řekl Dr. Grande, většina společností, které dělají zprávy ve světě pevných a alternativních technologií baterií (jako je Enevate, který má lithium-iontovou baterii křemíku splatnou každý den), bývají malými startupy, které potřebují publicitu. I přesto je Enevate otevřená ohledně nákladů spojených s alternativami k tomu, co máme nyní, a připouští, že výkon se stupňuje s cenou, takže vysoce výkonná baterie má stále relativně vysoké náklady.
Ale jak pokročilý je výzkum v oblasti polovodičových elektrolytů u velkých společností, jako jsou Samsung a LG, které vyrábějí baterie i spotřební elektroniku, je mnohem těžší odhadnout. To, čeho současní lídři na trhu s technologií bateriových technologií dosáhli za zavřenými dveřmi, může být velmi pokročilé, ale z konkurenčních důvodů je nezveřejňují.
V příštích několika letech budou elektrolyty na bázi lithium-iontových baterií na bázi tekutin minulostí.
Výzkumník, jako je Dr. Grande, však pevně věří, že v příštích několika letech budou elektrolyty na bázi lithium-iontových baterií být minulostí: „Trh pevných baterií je považován za měnič her v terénu. . Společnost, která dokáže zachytit hodnotový řetězec za polovodičovými bateriemi, vytvoří přeskupení hlavních hráčů na trhu. “
Asijské asijské společnosti vyrábějící baterie samozřejmě mají velký zájem na udržení své dominance, ale v poslední době se v USA a Evropě projevil velký zájem a investice. V závislosti na tom, kdo definuje dominantní technologii a kdo to dokáže nákladově konkurenceschopným způsobem, mohou současní lídři trhu v budoucnu ztratit značné množství svého tržního podílu na pevných bateriích.
Současní lídři trhu mohou ztratit značné množství svého podílu na trhu s pevnými bateriemi.
Důvodem je, že věci jsou nyní tak špatně definovány, protože existuje asi osm různých kategorií elektrolytů v pevné fázi, které by mohly být použity v mobilní elektronice. Každá elektrolytická formulace má odlišné výhody, což znamená, že každý typ bude více či méně použitelný na trhu v závislosti na jeho konkrétních prioritách.
Výhody pevné fáze
Zvýšená bezpečnost v kombinaci s delší životností a vyššími kapacitami vytváří docela přesvědčivý prodejní profil.
Jaké jsou tedy hlavní výhody pro polovodičové baterie? Mezi nimi je vysoká bezpečnost, přičemž polovodičové elektrolyty jsou nejen méně hořlavé, ale také stabilnější a méně náchylné k tepelnému úniku, který vede k explozi baterií.
Elektrolyty v pevném stavu jsou však také méně reaktivní než kapalné, takže lze očekávat, že vydrží mnohem déle. Pevné baterie také umožňují zvýšení hustoty energie, „až dvojnásobek současných hodnot, pokud tyto baterie mají také grafitovou anodu nahrazenou lithiovou kovovou anodou“. Zvýšená bezpečnost v kombinaci s delší životností a vyššími kapacitami vytváří docela přesvědčivý prodejní profil.
Jak se však výrobci rozhodnou uvést do provozu pevné baterie, je to kdokoli. Výrobci se mohou rozhodnout zachovat fyzickou velikost baterie na stejné velikosti jako dnes, s větší výdrží baterie jako výhoda. Nebo se mohou rozhodnout snížit celkovou velikost baterie při zachování stávající „celodenní“ životnosti baterie, na kterou jsme zvyklí.
Může to vypadat jako zřejmá volba - kdo by se rozhodl pro telefon uvedený na trh jako s výdrží na baterii 2-3 dny? - pamatujte však na to, že polovodičové baterie se vyrábějí drahé.
Pravděpodobnější bylo, že první polovodičové baterie byly poprvé představeny s výdrží baterií podobnou tomu, které se nyní objevuje.
To znamená, že s větší pravděpodobností uvidíme první polovodičové baterie, které byly poprvé představeny s výdrží baterií podobnou tomu, jaké získáváme z existujících kapalinových elektrolytů. Alespoň do doby, než budou sníženy náklady na výrobu elektrolytů v pevné fázi.
Kdy dorazí?
Kdy tedy můžeme očekávat převzetí pevných baterií? Podle Dr. Grande je automobilový průmysl konečnou hrou. To znamená, že automobilový průmysl bude muset čekat nejdéle kvůli přísným bezpečnostním požadavkům. To však znamená, že v jiných polích se dá očekávat, že se baterie solid-state stanou mnohem dříve.
Tato technologie nebude na trh mobilních telefonů dostatečně zralá po dobu dalších 4 až 5 let.
„Trh dronů je v mnoha ohledech počátečním krokem pro příští generaci polovodičových baterií,“ říká Dr. Grande, „a to se stane již v roce 2017. Druhý trh by byl nositelný a poté větší spotřební elektronika, jako jsou smartphony. . Ale tato technologie nebude dostatečně zralá pro trh mobilních telefonů dalších 4-5 let. “
I s tímto poměrně dobře znějícím časovým rámcem, elektrolyty v pevné fázi v bateriích - nebo jiná nová technologie baterií - jsou již dávno zpožděny: „Lithium iont se blíží svým technickým omezením a kapalný elektrolyt je jedním z důvodů. Jakmile jsou polovodičové elektrolyty povoleny na trhu s dronem a na trhu se spotřební elektronikou, každá společnost uvidí další výhody používání této technologie pro výrobu lepších baterií.
Poslední slovo
Jako vždy je problémem cena a hromadné přijetí. Počáteční investiční náklady jsou stále vysoké a stále čekáme na definování hlavního modelu hromadné výroby. Jakmile se však společnost, jako je Samsung, rozhodne propadnout spotřebitelskému produktu, masivní zvýšení objemu výroby pomůže snížit výrobní náklady.
To, co hlavní výrobci baterií dosud učinili, je kontrola poškození. V tomto ohledu však neexistuje stříbrná střela.
„Dosavadní významní výrobci baterií provedli kontrolu poškození, tj. Přidali do elektrolytu na bázi kapaliny zpomalovač hoření. V tomto ohledu však neexistuje stříbrná střela. Výrobci baterií přidávají přísady již řadu let, ale jak vidíte ze zpráv, stále se mohou stát špatné věci. “
Solid-state může být budoucnost, ale jak varuje Dr. Grande, „stále si nejsme jistí, která z těchto technologií se dostane na masový trh.“ Rovněž je třeba připustit, že „to, co je právě teď, není na stejné úrovni jako výkon kapalných elektrolytů “. Ale jak technologie dosáhne zralosti, není pochyb o tom, že pevné místo převezme.
Máte rádi zvuky polovodičových baterií? Myslíte si, že by to mohlo pomoci image společnosti Samsung?
Pokud se chcete připojit k webináři Dr. Lorenza Grande o polovodičových bateriích pro IDTechEx, klikněte sem. 25. října se koná několik zasedání.
