Cuộc Cách Mạng Hóa Lưu Trữ Năng Lượng: Sự Trỗi Dậy của Pin Trạng Thái Rắn trong Kỷ Nguyên Xe Điện
Pin lithium-ionđược sử dụng trên thị trường chủ yếu bao gồm cực âm, cực dương, màng ngăn và chất điện ly. Pin lithium-ion được lắp đặt trong điện thoại thông minh, dụng cụ điện và xe điện (EV). Chúng sử dụng dung dịch chất điện ly lỏng.
Các thành phần của pin-
Điện cực- Điện cực giải phóng electron trong quá trình phóng điện là cực dương; điện cực hấp thụ các electron là cực âm. Chúng lưu trữ lithium. Chất điện ly mang các ion lithium tích điện dương (tức là, một ion là một hạt tích điện được tạo ra để tạo ra một ion dương hoặc âm bằng cách loại bỏ hoặc thêm các electron từ một nguyên tử trung hòa) từ cực dương đến cực âm và ngược lại thông qua màng ngăn. Sự chuyển động của các ion lithium tạo ra các electron tự do trong cực dương, tạo ra điện tích truyền dòng điện qua một thiết bị đang được cấp nguồn. Điện cực chịu trách nhiệm cho hiệu suất cơ bản của pin.
Truy cập báo cáo đầy đủ (bao gồm đồ thị, biểu đồ và hình ảnh):https://univdatos.com/report/india-lithium-ion-battery-market/
Màng ngăn và Chất điện ly- Hai thành phần này quyết định sự an toàn của pin. Màng ngăn đóng vai trò là một rào cản vật lý giữa cực âm và cực dương, ngăn chặn dòng điện trực tiếp giữa chúng, chặn dòng điện bên trong pin, chỉ cho phép các ion đi qua.
Chất điện ly truyền các ion (các hạt mang điện tích) qua lại giữa hai điện cực của pin, làm cho pin sạc và xả.
Pin trạng thái rắn- Pin trạng thái rắn sử dụng dung dịch chất điện ly rắn thay vì dung dịch chất điện ly lỏng. Nó cũng đóng vai trò là màng ngăn. Nó có mật độ năng lượng cao hơn. Nó không có nguy cơ phát nổ hoặc bắt lửa, loại bỏ sự cần thiết phải có các thành phần an toàn cho những mục đích đó và tiết kiệm không gian hơn để tăng dung lượng pin.
Ví dụ về Pin Trạng Thái Rắn
Thử nghiệm vớipin trạng thái rắnbắt nguồn từ cuối những năm 1950, với việc sử dụng chất điện ly dẫn ion bạc. Quay trở lại hiện tại, một ví dụ về pin trạng thái rắn là thủy tinh lithium phosphate. Mật độ năng lượng cao trong các loại pin này, với dung lượng năng lượng lớn hơn pin Li-ion.
Ưu Điểm của Pin Trạng Thái Rắn
Chất điện ly lỏng trong pin lithium-ion được làm bằng dung môi hữu cơ dễ cháy; có một mối lo ngại về việc sử dụng chúng trong môi trường nhiệt độ cao. Không có rủi ro nào liên quan đến việc sử dụng pin trạng thái rắn, vì chúng không được làm bằng vật liệu dễ cháy. Chúng có thể được sử dụng ở nhiệt độ cao và giúp sạc nhanh có thể thực hiện được do khả năng chịu nhiệt của chúng. Một lợi ích khác là sự lựa chọn kích thước pin vì không có hạn chế về cấu trúc như trong trường hợp chất điện ly lỏng để ngăn ngừa rò rỉ.
Vai Trò của Pin Trạng Thái Rắn trong Xe Điện
Nghiên cứu chỉ ra sự chuyển đổi từ ICEV (Xe điện đốt trong) sang xe điện trong ngành công nghiệp ô tô. Một số thách thức cần được giải quyết trước khi xe điện trở thành xu hướng chủ đạo. Xe điện cần có mức tiết kiệm nhiên liệu tương tự như ICEV hiện tại và cần thiết phải tăng dung lượng pin của xe điện để làm như vậy. Việc thay thế pin lithium-ion bằng pin trạng thái rắn là một xu hướng thị trường lớn trong R & D cho các nhà sản xuất ô tô và pin trạng thái rắn.
Quy mô thị trường của pin trạng thái rắn dự kiến sẽ tăng trưởng với CAGR là 32,5%, đạt 314 triệu đô la Mỹ vào năm 2028 từ 58 triệu đô la Mỹ vào năm 2022.
Kết luận
Pin lithium-ion đang đạt đến sự tiến bộ công nghệ của chúng. Pin trạng thái rắn là một giải pháp thay thế khả thi để giải quyết các yếu tố hạn chế hiện tại. Các khoản đầu tư lớn của các nhà sản xuất (Toyota, BMW, Volkswagen, Hyundai và nhiều hơn nữa) vào R&D của pin trạng thái rắn sẽ dẫn đến những tiến bộ công nghệ sáng tạo trong lĩnh vực này.
Tác giả: Abhishek Saini