배터리 기술은 수년 동안 먼 길을 걸어 왔습니다. 드론 및 스마트 폰과 같은 가젯은 고급 최신 배터리 기술 없이는 비실용적입니다.
그러나 배터리는 항상 더 좋을 수 있습니다!
솔리드 스테이트 배터리는 차세대 큰 발전으로 보이며이를 사용하는 제품이 곧 출시 될 것입니다. 이것은 지금이 그것이 무엇이고 왜 중요한지에 대해 스스로를 익힐 완벽한 시간임을 의미합니다.
“고체 상태”는 무엇을 의미합니까?
납산 자동차 배터리, 알칼리성 일회용품 또는 휴대 전화의 리튬 폴리머 배터리 이든 모두 액체 전해질을 사용합니다. 전해질은 배터리의 두 내부 단자를 연결하는 전도성 물질입니다. 전자는 전해질을 통해 흐르므로 배터리가 전하를 축적하거나 방전 할 수 있습니다.
고체 상태 배터리는 전통적인 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용합니다. 이것이 두 배터리 기술의 유일한 근본적인 차이점입니다. 간단하게 들리지만 엔지니어와 과학자들은 전해질 역할을 할 수있는 고체 물질을 찾기 위해 수십 년 동안 고군분투 해 왔습니다.
고체 배터리의 어려움은 무엇입니까?
세라믹 및 리튬 금속과 같은 다양한 재료는 고체 전해질로서의 잠재력을 제공합니다. 문제는 세라믹 방식이 배터리 성능을 저하 시킨다는 것입니다. 리튬 금속은 유망하지만 치명적인 결함이 있습니다. 배터리가 충전 및 방전됨에 따라 금속 "덴 드리 트"가 전해질을 통해 성장합니다. 배터리가 단락되어 위험으로 바뀔 수 있습니다.
이러한 문제에 대한 실용적이고 경제적으로 실행 가능한 솔루션을 찾는 것은 지난 몇 년 동안 여러 회사와 연구 팀의 임무였습니다. 이제 그 일은 성과를 거두려고합니다.
왜이 모든 문제를 겪습니까? 고체 배터리가 기존 배터리에 비해 약속하는 이점을 살펴 보겠습니다.
안전
배터리는 많은 양의 에너지를 저장하며이 에너지가 제어되지 않은 방식으로 방출 될 수있는 위험이 항상 있습니다. . 그럴 경우 화재, 폭발 및 기타 원치 않는 결과를 의미 할 수 있습니다. 수상 돌기 문제가 해결되었다고 가정하면 고체 배터리는 더 안전하고 안정적이 될 것입니다. 우선 가연성이 아니기 때문에 배터리 화재는 과거의 일이되어야합니다.
이것은 자동차 나 드론과 같은 전기 자동차에만 중요하지 않습니다. 뿐만 아니라 스마트 폰 및 노트북과 같은 개인용 전자 제품에도 사용됩니다. 많은 사람들이 매년 전자 기기의 배터리 화재로 인해 부상을 입습니다. 그 결과 집 전체가 불에 탔습니다!
충전 속도
최신 리튬 배터리는 놀라운 속도로 충전 수 있지만 채우는 데 여전히 오랜 시간이 걸립니다. 쪽으로. 기존 리튬 이온 배터리가 모두 옆으로 가기 전에 부어 넣을 수있는 에너지의 양에는 제한이 있습니다. 솔리드 스테이트 배터리는 현재 우리가 사용하는 배터리보다 6 배 더 빠르게 충전 할 수 있습니다. 즉, 5 분 또는 15 분의 80 %까지 전기 자동차 충전 안에 휴대 전화가 비어있는 상태에서 완전히 충전됩니다.
에너지 용량 및 크기
리튬 이온 배터리는 현재 일반인에게 판매되는 모든 배터리 유형 중 에너지 밀도가 가장 높습니다. 하지만 여전히 휘발유보다 밀도가 몇 배나 낮습니다. 솔리드 스테이트 배터리는 배터리를 가스 수준으로 끌어 올릴 수 없지만 부피당 에너지 밀도를 두 배 이상 높일 수 있습니다.
즉, 솔리드 스테이트 모델을 사용하여 휴대 전화의 배터리를 교체하면 크기를 늘리지 않고도 이론적으로 두 배 더 오래 작동 할 수 있습니다. 이것은 전기 자동차의 또 다른 큰 판매 포인트이며, 주행 거리에 대한 불안으로 인해 그다지 인기가 없습니다.
수명 및 내구성
현재 대부분의 리튬 이온 배터리가 시작됩니다. 약 500 회의 완전 충전-방전주기 후에 성능이 저하됩니다. 그 후 배터리 용량이 떨어지기 시작합니다 가 거의 충전되지 않을 때까지. 현재 배터리가 봉인 된 경향이있는 스마트 폰에서는 이로 인해 기기 수명이 크게 제한됩니다. 솔리드 스테이트 배터리는 그 한계를 크게 늘릴 것을 약속합니다. 최대 5 번.
따라서 일반적인 일상 용 휴대 전화 배터리가 2 ~ 3 년 후에 성능이 저하되기 시작하는 경우 솔리드 스테이트 배터리는 최대 십오 년 동안 정격 용량을 유지합니다. 배터리 교체 비용이 극도로 비싼 전기 자동차의 경우이 등급 차량의 소유 비용에 극적인 영향을 미칠 수 있습니다.
솔리드 스테이트 배터리 약점
이 모든 것이 사실이라고하기에는 너무 좋게 들린다면 기술에 대한 몇 가지주의 사항이 있습니다. 솔리드 스테이트 배터리 기술이 널리 채택되기 전에 이러한 문제 중 일부를 해결해야합니다.
솔리드 스테이트 배터리는 언제 구입할 수 있습니까?
솔리드 파워 및 QuantumScape 과 같은 몇몇 회사는 상업용 솔리드 스테이트 배터리 애플리케이션의 첨단에 있다고 주장합니다.
Toyota는 빠르면 2021 년 에 솔리드 스테이트 배터리 전기 자동차를 판매 할 계획입니다. Solid Power와 QuantumScape는 각각 2022 년과 2024 년에 차량용 배터리 출시를 목표로하고 있습니다. 이것은 앞으로 몇 년 안에 우리가 배터리 혁명의 시작에 올 수 있다는 것을 의미합니다.
그래 핀 사용으로 인한 가능성에 대해 알아보기 전입니다. 이 놀라운 소재는 액체 전해질이든 고체 전해질이든 상관없이 더 나은 배터리를 약속합니다. 그래 핀을 공 놀이에 사용하는 것은 예상보다 오랫동안 과학자와 엔지니어를 피했지만 지금 당장 하이브리드 그래 핀 파워 뱅크 를 구입할 수 있습니다. 진정으로 미래가 여기에 있습니다.