ठोस राज्य बैटरी में प्रमुख अग्रिम

बुधवार, 25 जून को, क्वांटमस्केप ने घोषणा की है कि यह एक नई विनिर्माण प्रक्रिया विकसित करने में कामयाब रहा है जो ठोस इलेक्ट्रोलाइट के लिए अपने सिरेमिक सामग्री के उत्पादन को 10 बार तक बढ़ाता है ।

यह अग्रिम कई कारणों से महत्वपूर्ण महत्व है:

वाणिज्यिक व्यवहार्यता: ठोस राज्य बैटरी के बड़े पैमाने पर आगमन के लिए सबसे बड़ी बाधाओं में से एक इसके उत्पादन की कठिनाई और सुस्ती रही है। 10 गुना तेज प्रक्रिया इस तकनीक को श्रृंखला निर्माण के लिए एक विशाल कदम लाती है।
ग्रेटर प्रदर्शन: ठोस राज्य बैटरी अधिक ऊर्जा घनत्व (कम जगह में अधिक स्वायत्तता), अल्ट्रा -ग्रैप लोड समय और, सबसे ऊपर, वर्तमान लिथियम आयन बैटरी की तुलना में अधिक सुरक्षा स्तर की पेशकश करके इलेक्ट्रिक वाहन में क्रांति लाने का वादा करती है, क्योंकि वे ज्वलनशील तरल इलेक्ट्रोलाइट को खत्म करते हैं।
लागत में कमी: लागत को कम करने और वर्तमान बैटरी प्रौद्योगिकियों के साथ प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम होने के लिए उत्पादन में तेजी लाने में आवश्यक है।

क्वांटमस्केप का यह अग्रिम, जिसमें दिग्गज जैसे कि वोक्सवैगन समूह भाग लेते हैं, इलेक्ट्रिक कारों की भावी पीढ़ी के लिए वर्ष की सबसे होनहार समाचारों में से एक है।

एक ठोस राज्य बैटरी क्या है?

समाचार की भयावहता को समझने के लिए, आपको पहले पता होना चाहिए कि एक ठोस राज्य बैटरी वर्तमान इलेक्ट्रिक कारों (लिथियम आयनों) द्वारा उपयोग किए जाने वाले लोगों से क्या अलग है।

एक पारंपरिक लिथियम -ियन बैटरी में तीन मुख्य घटक होते हैं: एक एनोड (नकारात्मक पोल), एक कैथोड (सकारात्मक पोल) और एक तरल इलेक्ट्रोलाइट जो उन्हें अलग करता है। यह इलेक्ट्रोलाइट वह है जो बिजली उत्पन्न करने के लिए दोनों ध्रुवों के बीच आयनों के प्रवाह की अनुमति देता है। समस्या यह है कि यह तरल ज्वलनशील है, उच्च तापमान के प्रति संवेदनशील है और लोड गति और ऊर्जा घनत्व को सीमित करने वाले मुख्य कारकों में से एक है।

एक ठोस राज्य बैटरी , जैसा कि नाम का अर्थ है, उस तरल इलेक्ट्रोलाइट को ठोस सामग्री । क्वांटमस्केप के मामले में, यह सामग्री एक अभिनव लचीली सिरेमिक शीट । यह स्पष्ट रूप से सरल परिवर्तन सब कुछ बदल देता है।

समस्या: उत्पादन की बोतल cuecl

अब तक, "पवित्र ग्रिल" पहले से ही ठोस राज्य बैटरी की सबसे बड़ी चुनौती उस ठोस सिरेमिक विभाजक का निर्माण करने के लिए है। यह प्रक्रिया बेहद धीमी और जटिल थी, एक ओवन में सिरेमिक टुकड़ों के खाना पकाने के समान, एक प्रक्रिया जो पूरे दिन ले सकती थी।

कल्पना कीजिए कि लाखों इलेक्ट्रिक कारों का उत्पादन करने की कोशिश की जा रही है यदि इसकी बैटरी का सबसे मौलिक टुकड़ा "बेक" में दिन लगता है। यह एक अड़चन थी जिसने बड़े पैमाने पर उत्पादन को अक्षम कर दिया और बादलों के माध्यम से लागत को बनाए रखा।

क्वांटमस्केप समाधान: बैटरी के लिए एक "माइक्रोवेव ओवन"

क्वांटमस्केप द्वारा इस सप्ताह की घोषणा की गई अग्रिम सीधे उस समस्या पर हमला करती है। नए उच्च -वें ओवन हीटिंग सिस्टम को विकसित और पेटेंट कराया है । यद्यपि तकनीकी विवरण औद्योगिक रहस्य हैं, सबसे सरल सादृश्य एक पारंपरिक और नए ओवन के साथ पुरानी प्रक्रिया की तुलना एक शक्तिशाली औद्योगिक माइक्रोवेव ओवन के साथ करना होगा।

यह नई विधि सिरेमिक शीट की खाना पकाने की प्रक्रिया को 10 बार बढ़ाती है । कुछ दिन पहले क्या लिया, अब उस समय के एक अंश में किया जा सकता है, जो मुख्य बाधा को समाप्त कर देता है जो उत्पादन को चढ़ने से रोकता है। यह अलग -अलग चादरों का निर्माण करने की अनुमति देता है और मोटर वाहन उद्योग की जरूरतों के साथ एक गति संगत है।

यह तकनीक क्या ठोस फायदे प्रदान करती है?

अधिक स्वायत्तता (अधिक ऊर्जा घनत्व): तरल इलेक्ट्रोलाइट के "निष्क्रिय" घटकों को समाप्त करके, बहुत अधिक ऊर्जा को एक ही स्थान में संग्रहीत किया जा सकता है। यह स्वायत्तों के साथ कारों में अनुवाद करता है जो एक लोड के साथ 800 या यहां तक कि 1,000 किलोमीटर
अल्ट्रा -ग्रेप लोड: ठोस विभाजक बहुत अधिक स्थिर है और एक तेज और तेज और सुरक्षित आयन प्रवाह की अनुमति देता है। क्वांटमस्केप ने अपने प्रोटोटाइप में प्रदर्शित किया है कि इसकी कोशिकाओं को 15 मिनट से भी कम समय में 10% से 80% तक । यह एक प्रतीक्षा समय होगा जो गैसोलीन को फिर से तैयार करने के समान होगा।
मौलिक रूप से बेहतर सुरक्षा: यह सबसे महत्वपूर्ण बिंदुओं में से एक है। एक ज्वलनशील तरल इलेक्ट्रोलाइट नहीं होने से, दुर्घटना या ड्रिलिंग के मामले में भी बैटरी की आग का जोखिम, काफी कम हो जाता है। यह जटिल और भारी शीतलन और सुरक्षा प्रणालियों को सरल बनाने की अनुमति देता है जो वर्तमान बैटरी को घेरते हैं।
अधिक उपयोगी जीवन: ठोस राज्य बैटरी बहुत अधिक धीरे -धीरे नीचा दिखाती है। 1,000 से अधिक लोड चक्रों के बाद अपनी प्रारंभिक क्षमता का 95% से अधिक बनाए रखती हैं , जो कि 800,000 किलोमीटर से अधिक उपयोग के बराबर हो सकती है। बैटरी से पहले कार अप्रचलित होगी।

उन्हें सड़क पर देखने के लिए क्या याद आ रही है?

हालांकि उत्पादन में यह अग्रिम एक विशाल कदम है, फिर भी दूर करने के लिए चुनौतियां हैं:

औद्योगिक चढ़ाई: एक बात एक प्रयोगशाला या पायलट संयंत्र में प्रक्रिया को तेज करना है और एक और बहुत अलग है कि इसे एक गीगाफैक्टोरिया में एक बड़े पैमाने पर लागू किया जाए। यह अगला बड़ा कदम होगा।
अंतिम लागत: सुधार के बावजूद, उत्पादन की लागत लिथियम -ियन बैटरी की तुलना में अधिक है। उद्देश्य यह है कि बड़े पैमाने पर उत्पादन इन लागतों को कम करता है जब तक कि वे उन्हें प्रतिस्पर्धी नहीं बनाते हैं।
वाहन में एकीकरण: निर्माता, जैसे कि उनके मुख्य भागीदार वोक्सवैगन, को इन नए बैटरी पैकेजों को एकीकृत करने और उनके सभी लाभों का लाभ उठाने के लिए अपने प्लेटफार्मों के डिजाइन को अनुकूलित करना होगा।

इसे बड़े पैमाने पर विनिर्माण बनाने की कुंजी मिली है । इस दशक के अंत तक इस तकनीक से लैस पहले उच्च -वाहनों को देखना शुरू कर सकते हैं , इलेक्ट्रिक कार की वास्तविक दूसरी पीढ़ी की शुरुआत को चिह्नित करते हैं।