Rewolucjonizowanie Przechowywania Energii: Rozwój Baterii Półprzewodnikowych w Erze Pojazdów Elektrycznych
Baterie litowo-jonowestosowane komercyjnie składają się głównie z katody, separatora anody i elektrolitu. Baterie litowo-jonowe są instalowane w smartfonach, elektronarzędziach i pojazdach elektrycznych. Wykorzystują roztwór elektrolitu ciekłego.
Komponenty baterii -
Elektrody - Elektroda, która uwalnia elektrony podczas rozładowywania, to anoda; elektroda, która absorbuje elektrony, to katoda. Przechowują lit. Elektrolit przenosi dodatnio naładowane jony litu (tj. jon to naładowana elektrycznie cząstka wytwarzana w celu uzyskania jonu dodatniego lub ujemnego poprzez usunięcie lub dodanie elektronów z obojętnego atomu) z anody do katody i odwrotnie przez separator. Ruch jonów litu tworzy wolne elektrony w anodzie, tworząc ładunek, który przepływa prądem elektrycznym przez zasilane urządzenie. Elektrody odpowiadają za podstawowe działanie baterii.
Uzyskaj dostęp do pełnego raportu (w tym wykresów, diagramów i rysunków):https://univdatos.com/report/india-lithium-ion-battery-market/
Separator i elektrolit - Te dwa elementy decydują o bezpieczeństwie baterii. Separator działa jako fizyczna bariera między katodą i anodą, zapobiegając bezpośredniemu przepływowi elektronów między nimi, blokując przepływ elektronów wewnątrz baterii, pozostawiając jedynie jony do przejścia przez nie.
Elektrolit przenosi jony (cząstki przenoszące ładunek) tam i z powrotem między dwiema elektrodami baterii, powodując ładowanie i rozładowywanie baterii.
Bateria półprzewodnikowa - Bateria półprzewodnikowa wykorzystuje stały elektrolit zamiast roztworu elektrolitu ciekłego. Pełni również rolę separatora. Ma wyższą gęstość energii. Nie wiąże się z ryzykiem wybuchu lub zapalenia się, eliminując potrzebę stosowania elementów bezpieczeństwa do tych celów i oszczędzając więcej miejsca na zwiększenie pojemności baterii.
Przykład Baterii Półprzewodnikowej
Eksperymentowanie zbateriami półprzewodnikowymisięga końca lat 50. XX wieku, wraz z zastosowaniem elektrolitów przewodzących jony srebra. Idąc szybko do przodu, przykładem baterii półprzewodnikowej jest szkło fosforanowo-litowe. Gęstość energii w tych bateriach jest wysoka, a pojemność energetyczna jest większa niż w przypadku baterii litowo-jonowej.
Zalety Baterii Półprzewodnikowej
Elektrolity ciekłe w bateriach litowo-jonowych są wykonane z łatwopalnych rozpuszczalników organicznych; istnieje obawa dotycząca ich stosowania w środowiskach o wysokiej temperaturze. Nie ma takiego ryzyka związanego ze stosowaniem baterii półprzewodnikowych, ponieważ nie są one wykonane z materiałów łatwopalnych. Mogą być stosowane w wysokich temperaturach i umożliwiają szybkie ładowanie ze względu na ich odporność na ciepło. Inną korzyścią jest wybór rozmiaru baterii, ponieważ nie ma ograniczeń strukturalnych, jak w przypadku elektrolitów ciekłych, aby zapobiec wyciekom.
Rola Baterii Półprzewodnikowych w Pojazdach Elektrycznych
Badania wskazują na przejście z ICEV (pojazdów elektrycznych z silnikiem spalinowym) na pojazdy elektryczne w przemyśle motoryzacyjnym. Należy rozwiązać kilka problemów, zanim pojazdy elektryczne staną się powszechne. Pojazdy elektryczne muszą mieć podobny poziom przebiegu jak obecne ICEV i konieczne jest zwiększenie pojemności baterii pojazdu elektrycznego, aby to zrobić. Zastąpienie baterii litowo-jonowych bateriami półprzewodnikowymi jest głównym trendem rynkowym w badaniach i rozwoju dla producentów samochodów i baterii półprzewodnikowych.
Oczekuje się, że wielkość rynku baterii półprzewodnikowych wzrośnie przy CAGR wynoszącym 32,5%, osiągając 314 milionów USD do 2028 roku z 58 milionów USD w 2022 roku.
Wniosek
Baterie litowo-jonowe osiągają swój postęp technologiczny. Baterie półprzewodnikowe są realną alternatywą dla rozwiązania obecnych czynników ograniczających. Ogromne inwestycje producentów (Toyota, BMW, Volkswagen, Hyundai i wielu innych) w badania i rozwój baterii półprzewodnikowych zaowocują innowacyjnymi postępami technologicznymi w tym sektorze.
Autor: Abhishek Saini