EV-d võtavad aeglaselt üle maailma autoturu üle. Kunagi valitses skepsis selle suhtes, millal elektrisõidukite kasutuselevõtt tegelikult alguse saab, kuid nüüd lähevad elektrisõidukid nii hästi kaubaks, et tootjad ei jõua neist piisavalt teha. Üks suur kriitika, mis on EV-sid vaevanud, on aga akutehnoloogia ümber.
Hea uudis on see, et uus akutehnoloogia on teel ja pooljuhtakud on osa sellest uuest akutehnoloogia lainest, mis muudab turgu revolutsiooniliseks. Niisiis, mis on tahkisaku ja kuidas see teie EV-d paremaks muudab?
Mis on pooljuhtakud?
Tahkisakud edestavad traditsioonilisi liitiumioonakusid igas teoreetilises mõõdikus, sealhulgas EV Holy Grail: vahemikus. Loomulikult on see kõik teoreetiliselt, sest tahkisakusid ei ole veel ühegi tootja seeriaautosse paigaldatud. suuremad autotootjad, kes pakuvad elektriautosid.
Sellest hoolimata kasvab tahkisakude ümber käiv hüpe, sest nende lubatavad muudatused on tõeliselt revolutsioonilised. Tahkisakud sisaldavad tahket elektrolüüti, samas kui traditsioonilised liitiumioonakud kasutavad a vedel elektrolüüt, mis aitab ioonidel liikuda positiivse ja negatiivse elektroodi vahel aku.
See oluline erinevus on katalüsaator paljudele eelistele, mida pooljuhtakud saavad tavaliste akude ees. Tahkisakud lubavad ka paremat energiatihedust võrreldes liitiumioonakudega, mis tavalistel inimestel See tähendab, et liitiumioonakuga sama suurusega tahkisaku tööulatus on suurem.
Täiendav võimsustihedus vähendab ka kaalu, kuna saate pakkida väiksema ja kergema aku sõidukisse ja see aku tagab teile sama jõudluse kui raskem liitiumioon aku. Teine asi, mida kaaluda, on pakendi eelised. Tahkisakud võtavad vähem ruumi, võimaldades tootjatel neid tõhusamalt pakendada, mis on eriti kasulik jõudlusega elektrisõidukitele, mis soovivad vähendada sõiduki massikeskpunkti.
Kuidas pooljuhtakud töötavad?
Aku poolest on nad tegelikult üsna sarnased liitiumioonakudega. Nad tekitavad ioonide liikumise kaudu elektrit katoodi ja anoodi (või elektroodide) vahel, luues elektrivoolu, mida saab ümber suunata sõiduki elektrimootori toiteks. Kui ioonid voolavad positiivselt elektroodilt (katoodilt) negatiivsele (anoodile), siis aku laeb. Kui see on tõsi, vabastab aku energiat.
Traditsioonilistes liitiumioonakudes ühendavad anood ja katood keskmise eralduskihi, mis takistab kahe elektroodi elektrolüütide segunemist. Kuid tahkispatareides ei ole eraldajat, kuna elektrolüüt on tegelikult tahke, lubades kergemaid akusid ja paremat pakendit. Ioonid liiguvad endiselt läbi tahke elektrolüüdi, kuid tahke elektrolüüdi suurem tihedus annab suurema energiatiheduse.
Tahke elektrolüüdi eeliseks on ka väiksemad ohutusriskid, kuna vedelikku pole välja voolata õnnetuses kogemata läbi torgata, vähendades potentsiaalselt tuleohtlikust materjalist tuleohtu elektrolüüt.
Tahkisakudel võib olla suurem energiatihedus kui tavalistel liitiumioonakudel, mida võib seostada mitmel põhjusel. Vastavalt MIT Uudised, on tahkisakude suurema energiatiheduse üks peamisi põhjusi asjaolust, et nendel akudel on puhtast liitiummetallist valmistatud elektrood.
Tahkispatareide võimalik energiatiheduse suurenemine tuleneb asjaolust, et need võimaldavad kasutada puhast liitiummetall ühe elektroodina, mis on palju kergem kui praegu kasutatavad liitiumiga infundeeritud elektroodid grafiit.
Katood ja elektrolüüt on tahkispatareis mõlemad tahked, mis on veel üks läbimurre mis võimaldab neil akudel tavapärastega võrreldes nii hämmastavat jõudlust lubada pakkumisi.
Kas tahkisakudel on puudusi?
Tahkisakud kõlavad täiuslikult, kuid loomulikult pole need nii. Tahkispatareide üle arutledes tuleb arvesse võtta mõningaid asju ja on mõistlik teada, kus tehnoloogia praegu seisab.
Tehnoloogia potentsiaali eraldamine praegusest hetkeseisust on ülimalt oluline. Tahkisakude uurimine jätkub ja tehnoloogia pole ilmselgelt nii arenenud kui liitiumioonakud, mistõttu pole need teie Teslas, Chevy Boltis ega muus saadaval.
Üks peamisi probleeme, millest tuleb üle saada, on ioonide liikumine läbi tahkete separaatori. Vastavalt Välgu aku, peab tahkisaku eraldaja tõhusaks tööks töötama kõrgel temperatuuril.
Ioonid on aine, aatomid ja seetõttu on mõistlik, et nad liiguvad vedelikus kergemini tahke aine (keraamiline separaator) peab olema spetsiaalse koostisega, et võimaldada ioonide liikumist vabalt.
Neid juba on suure jõudlusega eraldajad selles mõttes, kuid ainult kõrgetel temperatuuridel, sest tahketest elektroodidest saavad ainult head juhid temperatuuril üle 50 kraadi. See piir tähendab, et tahkistehnoloogiat päris sõidukites endiselt peaaegu ei kasutata, sest me ei saa eeldada, et aku on alati kuum
Ilmselgelt ei ole ükski tehnoloogia algusest peale täiuslik ja tahkisakude valdkonnas jätkuvad uuringud. On ka muid puudusi, kuid nendele probleemidele lahenduste leidmiseks kulutatakse palju ressursse.
Tahkisakude tehnoloogia saab autotööstuselt tohutut toetust ja need investeeringud kiirendavad nende akude tootmisvalmidust. VW elektriautode valik saavad kindlasti kasu nendest võimalikest läbimurdest akutehnoloogias.
Peagi näeme ka pooljuhtakusid
EV tootjad panustavad tahkisaku tehnoloogiale ja autotööstuse hiiglased eraldavad raha tahkisaku tehnoloogia uurimine ja arendus aitab ainult kiirendada nendeni jõudmiseks kuluvat aega turul.
Tahkisakud pakuvad traditsiooniliste liitiumioonakudega võrreldes liiga palju eeliseid, et neid ignoreerida. Järgmistel aastatel on oodata palju läbimurdeid tahkisakutehnoloogia vallas ja tohutut tõuget, et muuta need akud elektrisõidukites kasutamiseks kasulikuks.