Iako električni automobili nisu preuzeli primat u odnosu na automobile koje energiju crpe iz fosilnih goriva, inžinjeri rade na razvoju nove generacije baterija. Razlog? Povećanje bezbednosti, veći domet, brže punjenje, manje rizika od požara… Uostalom navikli smo da tehnologije napreduje iz dana u dan, pa je sasvim logično što i od EV-a očekujemo da budu “u korak” sa napretkom. Solid State baterije to omogućavaju.
Šta su Solid State baterije?
Solid State baterije predstavljaju novu generaciju akumulatora koji umesto tečnog, koriste čvrsti elektrolit. Zbog čvrste strukture, daleko manje su sklone curenju i (samo)zapaljenju. Glavni cilj njihove primene je poboljšanje performansi i sigurnosti električnih vozila.
Za razliku od litijum-jonskih baterija, Solid State tehnologija eliminiše potrebe za tečnim rastvorima koji ograničavaju termičku stabilnost. Na ovaj način, električni automobili postižu veći nivo pouzdanosti u različitim uslovima vožnje.
Kako Solid State baterije rade?
U srcu Solid State baterije nalazi se čvrst elektorlit, najčešće izrađen na bazi keramike ili stakla.
- Litijum-jonska struktura omogućava kretanje jona litijuma kroz čvrsti materijal.
- Elektroda katode i anode održava stabilnu površinsku interakciju sa elektrolitom.
- Tokom punjenja joni litijuma migriraju sa katode na anodu, a prilikom pražnjenja vraćaju se nazad.
Ovaj proces obezbeđuje visoku gustinu energije (gustina čvrste materije je veća nego tečnosti) i minimalan unutrašnji otpor koji karakteriše tradicionalne baterije.
Prednosti u odnosu na litijum-jonske baterije
Veći domet vozila
Čvrsti elektrolit omogućava dobijanje veće količine energije po jedinici mase, što direktno povećava autonomiju električnog automobila. Dakle, baterije identičnih dimenzija imaju veći kapacitet ako su izrađene u Solid State tehnologije nego litijum-jonske
Brže punjenje
Smanjen otpor i poboljšana termička provodljivost rezultuju bržim prenosom jona i, samim tim, kraćim vremenom punjenja.
Povećana sigurnost
Eliminisanje zapaljivih tečnih elektrolita značajno smanjuje rizik od požara i curenja štetnih hemijskih elemenata.
Duži vek trajanja
Čvrsta konstrukcija smanjuje degradaciju materijala tokom ciklusa punjenja i pražnjenja, produžavajući životni vek baterije.
Izazovi i prepreke u razvoju
Proizvodnja Solid State baterija je skuplja od tradicionalne litijum-jonske tehnologije. Proces sinterovanja keramičkih materijala zahteva visoke temperature i preciznu kontrolu, što povećava troškove.
Skaliranje proizvodnje na industrijski nivo predstavlja tehnički izazov zbog potrebe za uniformnom i čvrstom strukturom elektrolita. Dobijanje odgovarajućih sirovina, poput čistog litijuma i specijalnih keramičkih struktura, ograničava trenutne kapacitete za masovnu proizvodnju. Napredak u istraživanjima usmeren je na optimizaciju materijala i snižavanje cena.
Primena Solid State baterija u električnim automobilima
Najveći proizvođači automobila i start-apovi intenzivno rade na integraciji Solid State baterija u EV. Kompanije kao što su Toyota, Volkswagen i QuantumScape najavile su test-flote vozila opremljenih “čvrstim baterijama”.
- Toyota planira komercijalizaciju do sredine decenije (uskoro).
- Volkswagen istražuje korišćenje keramičkog elektrolita za serijsku proizvodnju.
- QuantumScape već demonstrira brzo punjenje u laboratorijskim uslovima.
Očekuje se da će prve serijske Solid State baterije na tržištu doneti značajan skok u performansama i smanjenju troškova održavanja.
Uticaj na tržište i ekološka održivost
Razvoj Solid State baterija ima potencijal da revolucionira industriju električnih vozila i ubrza prelazak na održivu mobilnost. Veći domet i brže punjenje privlače širu publiku i smanjuju anksioznost vozača zbog ograničenog dometa.
Duži životni vek i manji stepen degradacije znače i manju količinu otpada od baterija tokom vremena. Upotreba čvrstih elektrolita smanjuje potrošnju opasnih hemikalija i rizik od ekoloških incidenta. Konačno, globalni energetski otisak se smanjuje zahvaljujući višoj energetskoj efikasnosti i reciklaži ugljeničnih materijala.
Kakva je budućnost Solid State baterija?
Solid State baterije predstavljaju ključni korak ka budućnosti električnih automobila. Njihova superiorna sigurnost, veća gustina energije i potencijal za brže punjenje otvaraju vrata masovnoj ekspanziji EV tehnologije. Iako je tehnologija još u fazi komercijalne primene, ulaganja i istraživanja ukazuju na skori prelazak sa litijum-jonskih na čvrste baterije. Stoga, proizvođači, inženjeri i krajnji potrošači treba da prate razvoj revolucionarne Solid State tehnologije kako bi iskoristili sve prednosti održive mobilnosti.
AutoMoto Show Team
Fotografije: BMW, Mercedes-Benz, Unsplash
