چین: الکترولیت جامد نوآورانه قیمت باتری حالت جامد را تا ۹۰٪ کاهش می‌دهد
یک تیم از محققان چینی یک مدل باتری حالت جامد توسعه داده‌اند که نوید بخش هزینه به طور قابل توجهی مقرون به صرفه تر است.
طرح جدید توسط دانشگاه علم و فناوری چین (USTC) ایجاد شده و نوید عملکردی برابر با گزینه‌های رقابتی فناوری باتری نسل بعدی را با هزینه کمتر از ۱۰ درصد از هزینه اصلی می‌دهد.
اختراع یک الکترولیت جامد نوآورانه که نیاز به سولفید لیتیوم گران‌قیمت (Li2S) را حذف می‌کند، این پیشرفت‌ها در طراحی باتری را ممکن ساخته است.
به گفته یک رسانه ملی، این توسعه چین را به هدف خود برای رهبری در معرفی فناوری باتری قابل شارژ که بسیاری آینده آن را می‌بینند، نزدیک‌تر می‌کند.
پیشرفت در باتری‌های حالت جامد
برخلاف باتری‌های سنتی که از الکترولیت‌های مایع یا ژل پلیمری برای هدایت یونی بین الکترودها استفاده می‌کنند، باتری‌های حالت جامد از الکترولیت‌های جامد استفاده می‌کنند.
تمام باتری‌های حالت جامد نوید حل مشکلات ظرفیت و ایمنی باتری‌های لیتیوم-یونی سنتی را می‌دهند، با الکترولیت‌های جامد سولفیدی که نقش محوری در توسعه آنها دارند.
باتری‌های حالت جامد می‌توانند از اکسیدها یا سولفیدها به عنوان کاتد برای افزایش چگالی انرژی استفاده کنند. به دلیل عملکرد برترشان، سولفیدها معمولاً به عنوان گزینه‌ای امیدوارکننده برای استفاده عملی در تمام باتری‌های حالت جامد آینده در نظر گرفته می‌شوند، البته هزینه بالای آنها همچنان مانعی است.
هزینه الکترولیت‌های جامد سولفیدی معمولاً بیش از ۱۹۵ دلار در هر کیلوگرم است، که بسیار بیشتر از حد نصاب ۵۰ دلار در هر کیلوگرم است که برای پذیرش گسترده نیاز است. به گفته کارشناسان، این چالش هزینه از فرایند سنتز پیچیده این الکترولیت‌ها ناشی می‌شود که به شدت به Li2S گران‌قیمت وابسته است.
“اگرچه محققان در سراسر جهان در تلاش هستند تا هزینه را از طریق روش‌های مختلف کاهش دهند، اما تحقیقات طولانی‌مدت نشان داده است که رسیدن به این هدف بسیار دشوار است،” ما چنگ، یک محقق در UTSC، به روزنامه علم و فناوری، به گزارش South China Morning Post ( SCMP ).
کاهش هزینه‌های سولفید
در تلاش برای حل مشکل هزینه بالای الکترولیت‌های جامد سولفیدی، چنگ و تیمش ماده جدیدی به نام LPSO توسعه داده‌اند که نیاز به سولفید لیتیوم ندارد.
این الکترولیت نوآورانه از دو ترکیب ارزان قیمت سنتز می‌شود، که هزینه مواد اولیه را به 14.42 دلار در هر کیلوگرم کاهش می‌دهد، که کمتر از ۸ درصد هزینه مواد خام برای سایر الکترولیت‌های جامد سولفیدی است، طبق گزارش SCMP .
قابل ملاحظه است که LPSO مزایای کلیدی الکترولیت‌های سولفیدی با عملکرد بالا، از جمله سازگاری با آندها که پایداری عملکرد را اطمینان می‌دهد، حفظ می‌کند. به خوبی با آندهای با چگالی انرژی بالا مانند فلز لیتیوم و سیلیکون جفت می‌شود.
یک باتری ساخته شده با LPSO و فلز لیتیوم بیش از 4200 ساعت چرخه پایدار در دمای اتاق نشان داده است.
با وجود این نتایج امیدوارکننده، ما تأکید کرد که همچنان بهبودهای بیشتر در عملکرد انتظاری است و تیم به طور فعال در تلاش برای رسیدن به آنها است.
سال گذشته، تویوتا ادعا کرد که فناوری جدید باتری حالت جامد را ایجاد کرده است که به آن امکان می‌دهد هزینه‌ها، وزن و اندازه باتری‌های EV را به نصف کاهش دهد.
بزرگ‌ترین خودروساز جهان ادعا کرد که می‌تواند باتری‌هایی با برد ۷۴۵ مایل (۱۲۰۰ کیلومتر) و زمان شارژ سریع حدود ۱۰ دقیقه با استفاده از معماری جدید باتری حالت جامد خود ایجاد کند. این شرکت اعلام کرد که تولید خودروهایی که از این فناوری جدید باتری استفاده می‌کنند، در سال ۲۰۲۷ آغاز خواهد شد.
