Nieuwe Solid State-batterij verdubbelt het elektrisch autobereik

Batterijtechnologie gaat vooruit met een schijnbaar onhoudbaar tempo.

Het voelt alsof elke maand, we schrijven over een nieuwe ontwikkeling-of-ander, met het potentieel om ultra-lange uithoudingscellen tot stand te brengen. We worden enthousiast over de mogelijkheden die we krijgen, zoals elektrische auto's. 6 Elektrische auto's die je echt kunt veroorloven 6 Elektrische auto's die je echt kunt veroorloven Denk je dat je een elektrische auto niet kunt betalen? Fout. Deze zes auto's laten zien hoe betaalbaar elektrische auto's zijn geworden. Lees meer die niet alleen levensvatbaar zijn, maar ook betaalbaar.

Zoals deze nieuwe batterijen van de Duitse elektronicabedrijf Titan, Bosch. Niet alleen kunnen ze langer meegaan, maar ze kunnen ook potentieel elektrische auto's zien reizen met het dubbele bereik van dezelfde lading.

Welkom in de opwindende wereld van solid-state Lithium Ion-batterijen.

De unieke voordelen van deze batterijen

Dus, voordat we het over de kwestie hebben, is het waarschijnlijk de moeite waard om het verschil te onderzoeken tussen vloeibare en vaste elektrolytbatterijen.

De accutechnologie waarmee u het meest vertrouwd bent, maakt gebruik van een vloeibaar elektrolyt. Deze batterijen zijn overal te vinden - van laptops, mobiele telefoons tot smartwatches. Maar ze hebben enkele belangrijke nadelen.

Vloeibare elektrolytbatterijen vereisen dat elke cel wordt verpakt in een dichte, hermetisch afgesloten metalen behuizing. Deze zijn nodig voor de veiligheid, maar verminderen de energiedichtheid en voegen gewicht en grootte toe.

Ze zijn ook (relatief) duur in de productie, als gevolg van het gecompliceerde en ingewikkelde fabricageproces dat wordt gebruikt om ze te maken, en het feit dat de kathode van de meeste Lithium Ion-batterijen kobaltoxide gebruiken - een dure en milieuvriendelijke chemische verbinding.

Er is ook een kwestie van veiligheid. Lithium-ion cellen zijn vatbaar voor exploderende en oververhitting onder ongunstige omstandigheden. Als de cellen oververhit raken of overladen zijn, kan de druk in de cellen zich ophopen. Je kunt de resultaten in de onderstaande video bekijken. Om het nog erger te maken, is de vloeistof die in deze batterijen wordt gebruikt zeer licht ontvlambaar.

Ten slotte, omdat elke lithium-ion-cel op een veilige, hermetisch afgesloten manier moet worden verpakt, kunnen ze niet klein genoeg worden vervaardigd voor vele toepassingen.

Maar deze nieuwe batterijen van Bosch hebben deze problemen niet, om een ​​eenvoudige reden: in plaats van een vloeibaar elektrolyt gebruiken ze een nanogestructureerde vaste polymeer elektrolyt.

Als ik een moment uit geek mag zijn, zijn vaste polymeerelektrolyten dat wel echt, echt cool.

Omdat ze geen vloeistof bevatten, hoeven ze niet te worden gehuisvest in veilige, hermetisch afgesloten containers. Dientengevolge kunnen vaste-polymeer elektrolytcellen zo dun als 0,64 mm worden gemaakt. Ze kunnen ook worden gestapeld om grotere batterijpakketten te maken.

Hoewel Bosch deze technologie voortstuwt, hebben ze het niet gemaakt. Het bestaat al een tijdje. In feite heeft Mitsubishi in 1998 een laptop uitgebracht met een superdunne polymeerpolymeerbatterij. De Pedion kostte $ 6.000 en was slechts 1.84 centimeter dik, waardoor hij nog slanker is dan de eerste generatie Apple Macbook Air.

Maar het is niet alleen dikte. Deze cellen kunnen zo breed zijn als u wilt. Ze zijn gewoon werkelijk flexibele. En omdat ze vaak in foliecontainers worden gehuisvest, kunnen ze worden gerold en gebogen, waardoor ze ideaal zijn voor apparaten met gebogen of onregelmatige vormen - en voor de volgende generatie flexibele elektronica.

Tot slot, omdat deze batterijen solid-state zijn (wat betekent dat er geen vloeistof bij betrokken is), is er geen kans dat ze lekken of vlam vatten. Ze zijn fundamenteel veiliger. En ze hoeven dat giftige kobaltoxide niet als kathode te gebruiken. Ze kunnen letterlijk elk metaaloxide gebruiken.

Kortom, solid-state lithiumbatterijen zijn geweldig. Maar er zijn nog een aantal technologische uitdagingen die we eerst moeten overwinnen.

De belofte van Bosch's Tech

De meeste uitdagingen waarmee deze batterijtechnologie te maken heeft, kunnen eenvoudig worden opgelost door middel van betere productieprocessen. Dit is vaak iets dat kan worden opgelost door geld te gooien naar het probleem totdat het uiteindelijk verdwijnt, zoals we hebben gezien bij Elon Musk's verbluffende gigafactory Goodbye Power Company: Waarom je binnenkort je eigen elektriciteit kunt maken Goodbye Power Company: Waarom U kunt binnenkort uw eigen elektriciteit opwekken. Zonne-energie maakt de schone opwekking van elektriciteit mogelijk, met behulp van een bron die gegarandeerd nooit leegraakt in onze levensduur - de zon. Maar zal het ooit de energiebedrijven verslaan? Lees verder .

Maar wanneer het weggaat, zal het voor altijd verdwijnen. Toekomstige halfgeleider-batterijen kunnen worden vervaardigd met behulp van een 'cut-away'-proces, waarbij er vellen elektrolyt zijn die letterlijk worden' weggesneden '. En zoals eerder vermeld, is er geen noodzaak voor een dure op kobaltoxide gebaseerde kathode.

Een technologisch nadeel is dat de batterijen alleen echt op een oncomfortabel warme manier werken 176ºF, of ongeveer 80ºC. Dit betekent dat ze mogelijk moeite hebben om te werken in koude omstandigheden. Het beperkt ook de mogelijke toepassingen in intieme toepassingen, zoals draagbare technologie.

De echte belofte van deze technologie is, denk ik, in elektrische auto's. Volgens Bosch zou het potentieel de dubbele lengte van bestaande batterijen kunnen bieden, tegen de helft van de prijs. Ze zouden ook veel, veel minder wegen. De huidige standaard Tesla Model S-batterij weegt ongeveer 1.200 pond (ongeveer 540 KG). Deze nieuwe accu's van Bosch zouden mogelijk de helft van dat kunnen wegen, en op hun beurt zorgen voor een betere kilometrage.

Dan is er het veiligheidsargument. Als bijvoorbeeld bij een auto-ongeluk een vloeistofelektrolyt-lithiumbatterij wordt doorboord, is er het grote risico dat deze kan ontploffen. Er zijn talloze voorbeelden hiervan geweest, waaronder een in oktober 2013 waar een Tesla Model S in brand vloog na het raken van metaalresten in de staat Washington. De video van die ging viral, en verzonden Tesla voorraad tuimelen:

Dan zijn er voorbeelden waarbij slechte ventilatie ertoe heeft geleid dat batterijen oververhit zijn geraakt en vervolgens exploderen of vlam vatten. Een soortgelijk probleem leidde in 2013 tot de volledige Boeing 787 Dreamliner-vloot. Ze gingen pas vier maanden later opnieuw op zoek naar inkomstendiensten.

Omdat deze batterijen van Bosch solidair zijn, zijn ze inherent veiliger.

Je zult nog steeds moeten wachten

Deze batterijen zijn geweldig. Ze zijn kleiner, veiliger en eenvoudig beter. Maar Bosch verwacht dat ze pas in 2020 de markt zullen raken.

Tot die tijd zijn er nog andere spannende ontwikkelingen in batterijtechnologie om enthousiast over te worden. Samsung werkt aan een batterij Nieuwe doorbraak van Samsung kan bijna dubbele batterijcapaciteit opleveren Nieuwe Samsung Doorbraak kan bijna dubbele batterijcapaciteit hebben Een nieuwe doorbraak van Samsung biedt enorme toenames in de dichtheid van lithium-ionbatterijen. Lees meer dat gebruik maakt van siliciumanodes en biedt tweemaal de capaciteit.

Ondertussen gebruikt Nanyang Technical University of Singapore titaniumdioxide-nanobuizen Nieuwe batterijtechnologie wordt opgeladen in twee minuten, duurt twintig jaar Nieuwe batterijtechnologie wordt opgeladen in twee minuten, duurt twintig jaar Er is een nieuwe batterijtechnologie aan de horizon en er is een grote kans dat het gaat om de manier te veranderen waarop u uw apparaten gebruikt Meer anodes lezen om de oplaadtijden te versnellen tot twee minuten, en de levensduur van een batterij te verlengen twintig jaar.

Er is ook grafeentechnologie De nieuwste computertechnologie die u moet aanschouwen om de nieuwste computertechnologie te zijn die u moet geloven. Bekijk enkele van de nieuwste computertechnologieën die de komende jaren de wereld van elektronica en pc's zullen transformeren. Lees meer, wat een van de meest veelbelovende batterijtechnologieën is rond batterijtechnologieën die de wereld gaan veranderen Batterijtechnologieën die de wereld gaan veranderen Batterijtechnologie groeit langzamer dan andere technologieën en is nu de lange tentstok in een duizelingwekkend aantal industrieën. Wat zal de toekomst van batterijtechnologie zijn? Meer lezen, evenals de rekenkracht van de processors die we gebruiken, radicaal verhogen.

Spannende tijden. Maar wat denk je ervan? Denk je dat het zal aanslaan? Zullen deze nieuwe batterijen je ertoe brengen om een ​​elektrische auto te krijgen? Laat het me weten in de reacties hieronder en we zullen chatten.

Foto's: Motorola-batterij voor mobiele telefoon SNN5749A-connector (Uwe Herman)

Ontdek meer over: Automotive Technology, Battery Life, Green Technology.