La nuova batteria allo stato solido raddoppierà la gamma di auto elettriche

La tecnologia della batteria sta avanzando a un ritmo apparentemente inarrestabile.

Sembra che ogni mese, stiamo scrivendo di qualche nuovo sviluppo-o-altro, con il potenziale di produrre celle di durata ultra-lunga. Siamo entusiasti delle possibilità che questi ci offrono, come le auto elettriche 6 Auto elettriche che puoi realmente permetterci 6 auto elettriche che puoi davvero permetterci di pensare di non potersi permettere un'auto elettrica? Sbagliato. Queste sei macchine mostrano come sono diventate accessibili le auto elettriche. Leggi di più che non sono solo fattibili, ma anche conveniente.

Come queste nuove batterie del produttore tedesco di componenti elettronici, Bosch. Non solo possono durare più a lungo, ma potrebbero anche vedere le auto elettriche viaggiare al doppio della distanza con la stessa carica.

Benvenuti nel fantastico mondo delle batterie agli ioni di litio allo stato solido.

I vantaggi unici di queste batterie

Quindi, prima di entrare nella carne della questione, è probabilmente utile esplorare la differenza tra le batterie di elettrolita liquido e solido.

La tecnologia della batteria più familiare utilizza un elettrolito liquido. Queste batterie possono essere trovate ovunque: dai laptop, ai telefoni cellulari, agli smartwatch. Ma vengono con alcuni svantaggi chiave.

Le batterie di elettrolita liquido richiedono che ogni cella sia imballata in una custodia metallica densa e sigillata ermeticamente. Questi sono necessari per la sicurezza, ma riducono la densità di energia e aggiungono peso e dimensioni.

Sono anche (relativamente) costosi da produrre, come risultato del complicato e complesso processo di fabbricazione utilizzato per fabbricarli, e dal fatto che il catodo della maggior parte delle batterie agli ioni di litio utilizza l'ossido di cobalto: un composto chimico costoso e dannoso per l'ambiente.

C'è anche una questione di sicurezza. Le cellule agli ioni di litio sono soggette a esplosione e surriscaldamento in condizioni avverse. Se le celle si surriscaldano o vengono sovraccaricate, ad esempio, la pressione all'interno di esse può accumularsi. Puoi vedere i risultati nel video qui sotto. A peggiorare le cose, il liquido usato in queste batterie è estremamente infiammabile.

Infine, poiché ogni cella agli ioni di litio deve essere confezionata in modo sicuro e sigillato ermeticamente, non può essere prodotta sufficientemente piccola per molte applicazioni.

Ma queste nuove batterie Bosch non presentano questi problemi, per una semplice ragione: piuttosto che usare un elettrolita liquido, usano un elettrolita polimerico solido nano strutturato.

Se posso dare un'occhiata per un momento, gli elettroliti polimerici solidi sono davvero, davvero fantastico.

Poiché non contengono alcun liquido, non devono essere alloggiati in contenitori chiusi ermeticamente. Di conseguenza, le celle elettrolitiche a polimero solido possono essere sottili fino a 0,64 mm. Possono anche essere impilati per creare batterie più grandi.

Sebbene Bosch stia spingendo questa tecnologia in avanti, non l'hanno creata. È stato in giro per un po '. Infatti, Mitsubishi ha rilasciato un laptop nel 1998 con una batteria di polimeri solidi super-sottili. Il Pedion costava $ 6.000 e aveva uno spessore di 1,84 centimetri, rendendolo ancora più sottile della Apple Macbook Air di prima generazione.

Ma non è solo spessore. Queste celle possono essere ampie come vuoi. Sono solo veramente flessibile. E poiché sono comunemente alloggiati in contenitori di alluminio, possono essere arrotolati e piegati, rendendoli ideali per i dispositivi che presentano forme curve o irregolari e per l'elettronica flessibile di prossima generazione.

Infine, poiché queste batterie sono a stato solido (ovvero non coinvolgono liquidi), non c'è possibilità che possano perdere o prendere fuoco. Sono fondamentalmente più sicuri. E non devono usare quel velenoso ossido di cobalto come catodo. Possono letteralmente usare qualsiasi ossido di metallo.

In breve, le batterie al litio allo stato solido sono fantastiche. Ma ci sono ancora alcune sfide tecnologiche che dobbiamo prima superare.

La promessa della tecnologia di Bosch

La maggior parte delle sfide che questa tecnologia delle batterie deve affrontare può essere risolta semplicemente attraverso migliori processi di produzione. Questo è spesso qualcosa che può essere risolto lanciando soldi al problema fino a quando alla fine scompare, come abbiamo visto con la geniale impresa di Elon Musk Goodbye Power Company: Perché potresti presto creare la tua elettricità Arrivederci Power Company: Perché Potresti presto creare elettricità di tua proprietà L'energia solare consente la generazione pulita di energia elettrica, utilizzando una fonte che è garantita per non esaurirsi mai nella nostra vita - il sole. Ma riuscirà mai a battere le compagnie elettriche? Leggi di più .

Ma quando va via, andrà via per sempre. Le future batterie a stato solido possono essere fabbricate usando un processo "tagliato", dove ci sono fogli dell'elettrolito che sono letteralmente "tagliati". E come accennato in precedenza, non è necessario un costoso catodo a base di ossido di cobalto.

Un inconveniente tecnologico è rappresentato dal fatto che le batterie funzionano veramente solo a temperature molto elevate 176ºF, o circa 80ºC. Ciò significa che potrebbero potenzialmente faticare a lavorare in condizioni fredde. Limita anche i loro potenziali usi in applicazioni intime, come la tecnologia indossabile.

La vera promessa di questa tecnologia, credo, è nelle auto elettriche. Secondo Bosch, potrebbe potenzialmente offrire il doppio della lunghezza delle batterie esistenti, a metà prezzo. Inoltre peserebbero molto, molto meno. L'attuale batteria standard Tesla Model S pesa circa 1.200 libbre (circa 540 kg). Queste nuove batterie Bosch potrebbero potenzialmente pesare la metà, fornendo a loro volta una maggiore quantità di energia.

Poi c'è la discussione sulla sicurezza. Ad esempio, se una batteria al litio elettrolita liquido viene bucata in un incidente automobilistico, c'è il rischio reale che possa esplodere. Ci sono stati innumerevoli esempi di questi, tra cui uno nell'ottobre 2013 in cui un Tesla Model S ha preso fuoco dopo aver colpito detriti metallici nello stato di Washington. Il video di quello è diventato virale e ha mandato in rovina le azioni di Tesla:

Poi ci sono esempi in cui la scarsa ventilazione ha causato il surriscaldamento delle batterie, e quindi di conseguenza esplodere o prendere fuoco. Un problema simile ha radicato l'intera flotta Boeing 787 Dreamliner nel 2013. Sono tornati in cielo solo per servizi di entrate quattro mesi dopo.

Poiché queste batterie di Bosch sono allo stato solido, sono intrinsecamente più sicure.

Dovrai comunque aspettare

Queste batterie sono fantastiche. Sono più piccoli, più sicuri e semplici meglio. Ma Bosch si aspetta che non colpiranno il mercato fino al 2020.

Fino ad allora, ci sono alcuni altri eccitanti sviluppi nella tecnologia delle batterie per entusiasmarsi. Samsung sta lavorando su una batteria La nuova svolta di Samsung potrebbe quasi raddoppiare la capacità della batteria La nuova svolta di Samsung potrebbe quasi raddoppiare la capacità della batteria Una nuova svolta di Samsung offre enormi aumenti nella densità delle batterie agli ioni di litio. Leggi altro che utilizza anodi al silicio e offre il doppio della capacità.

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Tempi emozionanti. Ma cosa ne pensi? Pensi che si accorga? Queste nuove batterie ti influenzeranno nell'ottenere un'auto elettrica? Fatemi sapere nei commenti qui sotto, e faremo chat.

Crediti fotografici: connettore SNN5749A della batteria del cellulare Motorola (Uwe Herman)

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