Obsah
Je to drahá nevyhnutnosť
Výroba elektrolytov v tuhom skupenstve je však nákladná. Ako povedal Dr. Lorenzo Grande, technologický analytik spoločnosti IDTechEx, ktorý 25. októbra predstaví webový seminár o technológii polovodičových batérií (podrobnosti tu, ak si chcete vypočuť), „náklady na meter štvorcový exponenciálne stúpajú veľkosť batérie, ktorú chcete vyrobiť. “
Cena za meter štvorcový exponenciálne rastie s veľkosťou batérie.
Náklady na tenkovrstvovú batériu by mohli byť 20 - 30 dolárov za malú RFID, ale cena by bola na úrovni batérií pre smartfóny neúnosná. V tomto rozsahu by alternatíva v pevnom stave mohla stáť tisíce dolárov za jednu batériu.
Toto je jednoznačne prekážka pri zavádzaní aplikácií spotrebnej elektroniky do hlavného prúdu. Ale ako zdôraznil Dr. Grande, odvolávajúc sa na súčasné udalosti:
Lítium-iónové batérie, ako ich poznáme, obsahujú horľavé elektrolyty. Tieto elektrolyty sa zvyčajne vyrábajú z organických látok alebo chemikálií, ktoré sú vysoko horľavé.
Ak uvažujeme o nahradení týchto elektrolytov pevným náprotivkom, bezprostredným prínosom je prechod z horľavej kvapaliny na niečo pevné, čo nie je horľavé alebo je oveľa horľavejšie, a preto je pre používateľa bezpečnejšie.
Dôvod, prečo každý používa kvapalné elektrolyty, je ten, že tuhé elektrolyty ešte nie sú úplne vyvinuté alebo sú stále príliš drahé na výrobu vo veľkom meradle.
Je však zrejmé, že polovodičové batérie majú v oblasti spotrebnej elektroniky pred sebou veľkú budúcnosť, pokiaľ dokážeme znížiť výrobné náklady. Aj keď je to stále hra pre každého, Dr. Grande si myslí, že spoločnosť ako Samsung, ktorá v poslednej dobe utrpí obrovské poškodenie svojej reputácie v oblasti bezpečnosti, by mohla byť medzi prvými, ktorá v smartfóne oznámila batériu v pevnom stave, aj keď ju to stojí peniaze na to.
Kde sme
Ako mi povedal Dr. Grande, väčšina spoločností, ktoré vydávajú správy vo svete pevných a alternatívnych technológií batérií (napríklad Enevate, ktorý má už teraz každý deň kremíkovú lítium-iónovú batériu), má tendenciu byť malými startupmi, ktoré potrebujú publicitu. Aj napriek tomu je spoločnosť Enevate otvorená, pokiaľ ide o náklady spojené s alternatívami k tomu, čo máme teraz, a pripúšťa, že výkon sa stupňuje s cenou, takže vysokovýkonná batéria má stále relatívne vysoké náklady.
Avšak to, ako pokročilý je výskum v oblasti polovodičových elektrolytov vo veľkých spoločnostiach ako Samsung a LG, ktoré vyrábajú batérie aj spotrebnú elektroniku, je oveľa ťažšie odhadnúť. To, čo súčasní lídri trhu s mobilnými batériami dosiahli za zatvorenými dverami, by mohlo byť veľmi pokročilé, ale z konkurenčných dôvodov ich nezverejňujú.
V najbližších niekoľkých rokoch budú elektrolyty na báze lítium-iónových batérií založené na tekutinách minulosťou.
Výskumník, akým je Dr. Grande, je však pevne presvedčený, že v najbližších rokoch budú elektrolyty na báze lítium-iónových batérií tekuté. Bude to minulosť: „Trh s pevnými batériami by mal byť v tejto oblasti meničom hier. , Spoločnosť, ktorá dokáže zachytiť hodnotový reťazec za polovodičovými batériami, vytvorí preskupenie hlavných účastníkov trhu. “
Ázijské spoločnosti vyrábajúce batérie majú, prirodzene, veľký záujem o udržanie svojej dominantnej pozície, ale v poslednom čase sa v USA a Európe prejavil veľký záujem a investície. V závislosti od toho, kto definuje dominantnú technológiu a kto to dokáže nákladovo konkurencieschopným spôsobom, môžu súčasní lídri trhu v budúcnosti stratiť značné množstvo svojho trhového podielu na pevných batériách.
Súčasní lídri trhu by mohli stratiť značné množstvo svojho podielu na trhu s pevnými batériami.
Dôvodom je to, že momentálne nie je presne definované, pretože existuje okolo osem rôznych kategórií elektrolytov v tuhom skupenstve, ktoré by sa mohli použiť v mobilnej elektronike. Každá formulácia elektrolytu má odlišné výhody, čo znamená, že každý typ bude viac alebo menej aplikovateľný na trhu v závislosti od jeho konkrétnych priorít.
Výhody pevného stavu
Zvýšená bezpečnosť v kombinácii s dlhšou životnosťou a vyššími kapacitami znamenajú celkom presvedčivú výšku predaja.
Aké sú teda hlavné výhody polovodičových batérií? Medzi nimi je vysoká bezpečnosť, pričom elektrolyty v tuhom skupenstve sú nielen menej horľavé, ale aj stabilnejšie a menej náchylné k tepelnému úniku, ktorý vedie k výbuchu batérie.
Elektrolyty v tuhom skupenstve sú však tiež menej reaktívne ako kvapalné, takže sa dá očakávať, že vydržia oveľa dlhšie. Batérie v tuhom stave tiež umožňujú zvýšenie hustoty energie, „až dvojnásobok súčasných hodnôt, ak tieto batérie majú tiež grafitovú anódu nahradenú anódou s kovovým lítiom“. Zvýšená bezpečnosť v kombinácii s dlhšou životnosťou a vyššími kapacitami znamenajú celkom presvedčivú výšku predaja.
Ako sa však výrobcovia rozhodnú uviesť na trh pevné batérie, je to len hádať. Výrobcovia sa môžu rozhodnúť zachovať fyzickú veľkosť batérie na rovnakej veľkosti, v akej sú dnes, s lepšou výdržou batérie. Alebo sa môžu rozhodnúť znížiť celkovú veľkosť batérie pri zachovaní existujúcej „celodennej“ životnosti batérie, na ktorú sme zvyknutí.
Môže sa to zdať ako zrejmá voľba - kto by si nevybral telefón uvedený na trh s výdržou batérie 2-3 dni? - nezabudnite však, že výroba polovodičových batérií je nákladná.
Pravdepodobnejšie bolo, že sa prvýkrát predstavia menšie polovodičové batérie, ktorých životnosť je podobná ako v súčasnosti.
To znamená, že s väčšou pravdepodobnosťou uvidíme prvé polovodičové batérie uvedené na trh s výdržou podobnou tomu, aké získavame z existujúcich elektrolytov na báze tekutín. Aspoň až do zníženia nákladov na výrobu elektrolytov v tuhom skupenstve.
Kedy to príde?
Kedy teda môžeme očakávať prevzatie polovodičových batérií? Podľa Dr. Grande je automobilový priemysel konečnou hrou. To znamená, že automobilový priemysel bude musieť čakať najdlhšie z dôvodu prísnych bezpečnostných požiadaviek. To však znamená, že v iných poliach sa dá očakávať, že sa tuhé batérie začnú vyrábať oveľa skôr.
Táto technológia na trhu s mobilnými telefónmi nebude na 4 až 5 rokov skutočne dostatočne zrelá.
„Trh s robotmi je v mnohých ohľadoch prvým krokom pre ďalšiu generáciu batérií v tuhej fáze,“ hovorí Dr. Grande, „a to sa stane už v roku 2017. Druhý trh by bol nositeľný a potom väčšia spotrebná elektronika, ako sú smartphony. , Táto technológia však na trhu s mobilnými telefónmi nebude dostatočne vyspelá ďalších 4-5 rokov. “
Aj pri tomto dosť dobre znejúcom časovom rámci sú elektrolyty v tuhom skupenstve - alebo iná nová technológia batérií - už dávno oneskorené: „Lítium-ión sa blíži k svojim technickým obmedzeniam a tekutý elektrolyt je jedným z dôvodov. Akonáhle sú polovodičové elektrolyty povolené na trhu s robotmi a na trhu so spotrebnou elektronikou, každá spoločnosť uvidí ďalšie výhody použitia tejto technológie na výrobu lepších batérií.
Záverečné slovo
Problémom sú vždy náklady a hromadné osvojenie. Počiatočné investičné náklady sú stále vysoké a stále čakáme na definovanie hlavného modelu hromadnej výroby. Keď sa však spoločnosť, ako je spoločnosť Samsung, rozhodne prepadnúť spotrebiteľskému produktu, masívne zvýšenie objemu výroby pomôže znížiť výrobné náklady.
Čo doteraz robili hlavní výrobcovia batérií, je kontrola poškodenia. V tomto ohľade však neexistuje strieborná strela.
„Doposiaľ hlavní výrobcovia batérií robili kontrolu poškodenia, t. J. Pridali do elektrolytu na báze kvapaliny spomaľovač horenia. V tomto ohľade však neexistuje strieborná strela. Výrobcovia batérií pridávajú prísady už roky, ale ako vidíte zo správ, stále sa môžu stať zlé veci. “
Pevný štát môže byť budúcnosť, ale ako varuje Dr. Grande, „stále si nie sme istí, ktoré z týchto technológií sa dostanú na masový trh.“ Je tiež potrebné pripustiť, že „to, čo sa práve teraz deje, nie je na rovnakej úrovni ako výkon kvapalných elektrolytov “. Keď však táto technológia dosiahne zrelosť, niet pochýb o tom, že štát preberie pevné látky.
Máte radi zvuky polovodičových batérií? Myslíte si, že by to mohlo pomôcť obrazu spoločnosti Samsung?
Ak sa chcete pripojiť k webináru Dr. Lorenza Grande o batériách SSD pre IDTechEx, kliknite sem. 25. októbra sa konajú viaceré zasadnutia.
