Det nye faststofbatteri dobler elbilområdet

Batteriteknologien går fremad med en tilsyneladende ustoppelig hastighed.

Det føles som hver måned, vi skriver om noget nyt eller andet, med potentialet til at skabe ultralange udholdenhedsceller. Vi glæder os over de muligheder, disse giver os, ligesom elbiler 6 elbiler, du faktisk har råd til, 6 elbiler, du faktisk har råd til, tror du ikke har råd til en elbil? Forkert. Disse seks biler viser, hvor overkommelige elbiler er blevet. der er ikke kun levedygtige, men også overkommelig.

Som disse nye batterier fra tysk elektronikproduktion, titan, Bosch. Ikke kun kan de vare længere, men de kan også potentielt se, at elbiler rejser dobbelt så lang rækkevidde på samme ladning.

Velkommen til den spændende verden af ​​solid-state Lithium Ion-batterier.

De unikke fordele ved disse batterier

Så inden vi kommer ind i kødet, er det sandsynligvis værd at undersøge forskellen mellem flydende og faste elektrolytbatterier.

Den batteriteknologi, du er mest kendt med, bruger en flydende elektrolyt. Disse batterier kan findes overalt - fra bærbare computere, til mobiltelefoner, til smartwatches. Men de har nogle få hovedulemper.

Flydende elektrolytbatterier kræver, at hver celle pakkes i et tæt, hermetisk forseglet metalhus. Disse er nødvendige for sikkerheden, men reducerer energitætheden og tilføjer vægt og størrelse.

De er også (relativt) dyre at fremstille som et resultat af den komplicerede og indviklede fremstillingsproces, der bruges til at fremstille dem, og det faktum, at katoden i de fleste Lithium Ion-batterier bruger koboltoxid - en kostbar og miljøfarlig kemisk forbindelse.

Der er også et spørgsmål om sikkerhed. Lithium-ion-celler er tilbøjelige til at eksplodere og overophedes under ugunstige forhold. Hvis cellerne overophedes eller overoplades, for eksempel kan trykket inde i dem opbygge. Du kan se resultaterne i videoen herunder. For at gøre tingene værre er væsken, der bruges i disse batterier, ekstremt brandfarlig.

Endelig, fordi hver lithium-ion-celle skal pakkes på en sikker, hermetisk forseglet måde, kan de ikke fremstilles små nok til mange anvendelser.

Men disse nye batterier fra Bosch har ikke disse problemer af en simpel grund: snarere end at bruge en flydende elektrolyt, bruger de en nanostruktureret fast polymerelektrolyt.

Hvis jeg måske nører ud et øjeblik, er faste polymerelektrolytter virkelig, virkelig cool.

Fordi de ikke har nogen væske, behøver de ikke at være indeholdt i sikre, hermetisk lukkede containere. Som et resultat kan faste polymer-elektrolytceller fremstilles så tynde som 0,64 mm. De kan også stables for at skabe større batteripakker.

Selvom Bosch skubber denne teknologi frem, skabte de den ikke. Det har eksisteret i et stykke tid. Faktisk frigav Mitsubishi en bærbar computer i 1998 med et supertyndt fast polymerbatteri. Pedion koster $ 6.000 og var kun 1,84 centimeter tyk, hvilket gør den endnu mere flot end den første generation Apple Macbook Air.

Men det er ikke kun tykkelse. Disse celler kan være så brede, som du vil. De er bare virkelig fleksibel. Og fordi de almindeligvis ligger i foliebeholdere, kan de rulles og bøjes, hvilket gør dem ideelle til enheder, der kommer i buede eller uregelmæssige former - og til næste generations fleksibel elektronik.

Endelig, fordi disse batterier er i fast tilstand (hvilket betyder, at der ikke er nogen væske involveret), er der ingen chance for, at de kan lække eller tage ild. De er grundlæggende sikrere. Og de behøver ikke at bruge det giftige koboltoxid som en katode. De kan bogstaveligt talt bruge ethvert metaloxid.

Kort sagt, faststof-lithium-batterier er fantastiske. Men der er stadig et par teknologiske udfordringer, vi først skal overvinde.

Løftet om Bosch's Tech

De fleste udfordringer, som denne batteriteknologi står overfor, kan ganske enkelt løses gennem bedre fremstillingsprocesser. Dette er ofte noget, der kan løses ved at kaste penge på problemet, indtil det i sidste ende forsvinder, som vi har set med Elon Musks sindblæsende gigafactory Goodbye Power Company: Hvorfor du snart snart vil generere din egen elektricitet Farvel Power Company: Hvorfor Du producerer snart din egen elektricitet Solenergi tillader ren produktion af elektricitet ved hjælp af en kilde, der garanteres aldrig løber tør i vores levetid - solen. Men vil den nogensinde slå elselskaberne ud? .

Men når den forsvinder, forsvinder den for godt. Fremtidige solid-state-batterier kan fremstilles ved hjælp af en 'udskåret' proces, hvor der er ark af elektrolytten, der bogstaveligt talt 'skærer' væk. Og som tidligere nævnt er der ikke behov for en dyre cobaltoxidbaseret katode.

En teknologisk ulempe er, at batterierne kun fungerer virkelig på en ubehageligt varm 176ºF, eller omkring 80ºC. Dette betyder, at de potentielt kan kæmpe for at arbejde under kolde forhold. Det begrænser også deres potentielle anvendelser i intime applikationer, f.eks. Bærbar teknologi.

Det virkelige løfte om denne teknik, synes jeg, er i elektriske biler. Ifølge Bosch kunne det potentielt tilbyde dobbelt så lang længde af eksisterende batterier, til halve prisen. De ville også veje meget, meget mindre. Det nuværende standard Tesla Model S-batteri vejer ca. 1.200 pund (ca. 540 KG). Disse nye batterier fra Bosch kunne potentielt veje halvdelen af ​​det, hvilket igen giver bedre milage.

Så er der sikkerhedsargumentet. Hvis et flydende-elektrolyt-lithiumbatteri punkteres i en bilulykke, er der for eksempel den meget reelle risiko, det kan eksplodere. Der har været utallige eksempler på disse, heriblandt et i oktober 2013, hvor en Tesla Model S brændte efter at have ramt metalrester i Washington State. Videoen af ​​det gik viralt og sendte Tesla-lager tumbling:

Så er der eksempler på, at dårlig ventilation har forårsaget, at batterierne overophedes, og som følgelig eksploderer eller fyrer i brand. Et lignende problem grundlagde hele Boeing 787 Dreamliner-flåden i 2013. De tog først til himlen igen for indtægtsydelser fire måneder senere.

Da disse batterier fra Bosch er i fast tilstand, er de iboende sikrere.

Du bliver stadig nødt til at vente dog

Disse batterier er fantastiske. De er mindre, sikrere og ganske enkelt bedre. Men Bosch forventer, at de ikke rammer markedet før i 2020.

Indtil da er der nogle andre spændende udviklinger inden for batteriteknologi at blive begejstrede for. Samsung arbejder på et batteri Nyt Samsung gennembrud kan næsten fordoble batterikapaciteten Nye Samsung gennembrud kunne næsten dobbelt batterikapacitet Et nyt gennembrud fra Samsung tilbyder enorme stigninger i lithium-ion-batterier. der bruger siliciumanoder og tilbyder dobbelt så stor kapacitet.

I mellemtiden bruger Nanyang tekniske universitet i Singapore titandioxid nanorør Ny batteriteknologi genoplades på to minutter, varer tyve år Ny batteriteknologi genoplades på to minutter, varer 20 år Der er en ny batteriteknologi i horisonten, og der er en god chance for, at det går at ændre den måde, du bruger dine enhedsanoder for at fremskynde opladningstider til to minutter, og øge et batteris levetid til Tyve år.

Der er også grafenteknologi Den nyeste computerteknologi, du er nødt til at se for at tro Den nyeste computerteknologi, du er nødt til at se, for at tro. Tjek nogle af de nyeste computerteknologier, der er indstillet til at transformere verdenen inden for elektronik og pc'er i de næste par år. , som er en af ​​de mest lovende batteriteknologier omkring batteriteknologier, der vil ændre verdens batteriteknologier, der vil ændre verden Batteriteknologien er vokset langsomt end andre teknologier, og er nu den lange teltstang i en svimlende antal industrier. Hvad bliver fremtidens batteriteknologi? , samt radikalt øge beregningskraften for de processorer, vi bruger.

Spændende tider. Men hvad synes du? Tror du, at det vil komme videre? Vil disse nye batterier svæve dig til at få en elbil? Fortæl mig det i kommentarerne nedenfor, så chatter vi.

Fotokreditter: Motorola mobiltelefonbatteri SNN5749A-stik (Uwe Herman)