Nytt solid state batteri vil doble elektrisk bil rekkevidde

Batteriteknologi går fram til en tilsynelatende ustoppelig hastighet.

Det føles som om hver måned, skriver vi om noe nytt utviklings-eller-annet, med potensial til å oppnå ultra lange utholdenhetsceller. Vi blir begeistret over mulighetene de gir oss, som elektriske biler. 6 Elektriske biler du kan faktisk takke 6 Elektriske biler du kan faktisk takke. Tror du ikke har råd til en elektrisk bil? Feil. Disse seks bilene viser hvordan rimelige elbiler har blitt. Les mer som ikke bare er levedyktige, men også rimelig.

Som disse nye batteriene fra tysk elektronikkproduksjon titan, Bosch. Ikke bare kan de vare lenger, men de kan også se at elektriske biler reiser dobbelt rekkevidde på samme ladning.

Velkommen til den spennende verden av solid-state Lithium Ion batterier.

De unike fordelene med disse batteriene

Så, før vi kommer inn i kjøttet i saken, er det sannsynligvis verdt å utforske forskjellen mellom flytende og solid elektrolytbatterier.

Batteriteknologien du er mest kjent med, bruker en flytende elektrolytt. Disse batteriene finnes overalt - fra bærbare datamaskiner, til mobiltelefoner, til smartwatches. Men de kommer med noen viktige ulemper.

Væskeelektrolyttbatterier krever at hver celle pakkes i et tett, hermetisk forseglet metallhus. Disse er nødvendig for sikkerhet, men reduserer energiteten og legger vekt og størrelse.

De er også (relativt) dyre å produsere som et resultat av den kompliserte og konvolutte produksjonsprosessen som brukes til å lage dem, og det faktum at katoden av de fleste litiumionbatterier bruker koboltoksid - en dyr og miljømessig giftig kjemisk forbindelse.

Det er også et spørsmål om sikkerhet. Litiumionceller er tilbøyelige til å eksplodere og overopphetes under ugunstige forhold. Hvis cellene overopphetes eller er overladet, kan trykket på innsiden av dem bygge opp. Du kan se resultatene i videoen nedenfor. For å gjøre saken verre, er væsken som brukes i disse batteriene ekstremt brannfarlig.

Til slutt, fordi hver litiumioncelle må pakkes på en sikker, hermetisk tett måte, kan de ikke fremstilles små nok til mange anvendelser.

Men disse nye batteriene fra Bosch har ikke disse problemene, av en enkel grunn: i stedet for å bruke en flytende elektrolytt, bruker de en nanostrukturert fast polymerelektrolytt.

Hvis jeg kan geek ut et øyeblikk, er faste polymerelektrolytter virkelig, veldig kul.

Fordi de ikke har væske, behøver de ikke være plassert i sikre, hermetisk lukkede beholdere. Som et resultat kan faste polymer-elektrolyttceller bli laget så tynne som 0,64 mm. De kan også stables for å lage større batteripakker.

Selv om Bosch presser denne teknologien frem, skapte de ikke den. Det har eksistert en stund. Faktisk utgitt Mitsubishi en bærbar datamaskin i 1998 med et supertynt, solidt polymerbatteri. Pedion koster $ 6000 og var bare 1,84 centimeter tykk, noe som gjør den enda mer svelte enn den første generasjonen Apple Macbook Air.

Men det er ikke bare tykkelse. Disse cellene kan være så brede som du vil. De er bare egentlig fleksibel. Og fordi de ofte er plassert i foliebeholdere, kan de rulles og bøyes, noe som gjør dem ideelle for enheter som kommer i buede eller uregelmessige former - og for neste generasjons fleksibel elektronikk.

Til slutt, fordi disse batteriene er solid-state (betyr ingen væske involvert), er det ingen sjanse for at de kan lekke, eller brann. De er fundamentalt sikrere. Og de trenger ikke å bruke det giftige koboltoksidet som en katode. De kan bokstavelig talt bruke metalloksyd.

Kort sagt, solid-state litium batterier er kjempebra. Men det er fortsatt noen teknologiske utfordringer vi må først overvinne.

The Promise Of Bosch's Tech

Flertallet av utfordringene dette batterietekniske ansikter kan enkelt løses gjennom bedre produksjonsprosesser. Dette er ofte noe som kan løses ved å kaste penger på problemet til det til slutt går bort, som vi har sett med Elon Musks tankegående gigafactory Goodbye Power Company: Hvorfor kan du snart generere din egen elektrisitet farvel: Hvorfor Du kan snart generere din egen elektrisitet Solenergi tillater ren generering av elektrisitet, ved hjelp av en kilde som garantert aldri kommer til å løpe ut i vår levetid - solen. Men vil det noensinne slå ut kraftselskapene? Les mer .

Men når det går bort, vil det gå bort for godt. Fremtidige solid state batterier kan produseres ved hjelp av en "cut away" prosess, der det er ark av elektrolytt som bokstavelig talt er "kuttet bort". Og som tidligere nevnt er det ikke behov for en dyr koboltoksydbasert katode.

En teknologisk ulempe er at batteriene bare virker på en ubehagelig varm 176ºF, eller ca. 80ºC. Dette betyr at de potensielt kan kjempe for å jobbe i kalde forhold. Det begrenser også deres potensielle bruk i intime applikasjoner, som brukbar teknologi.

Det virkelige løftet om denne teknologien, jeg føler, er i elektriske biler. Ifølge Bosch, kan det potensielt tilby dobbelt så lang tid som eksisterende batterier til halv pris. De ville også veie mye, mye mindre. Nåværende standard Tesla Model S-batteri veier ca. 1200 kg (ca 540 KG). Disse nye batteriene fra Bosch kan potensielt veie halvparten av det, noe som igjen gir bedre milde.

Så er det sikkerhetsargumentet. Hvis et væskelektrolyt litiumbatteri er punktert i en bilulykke, er det for eksempel den virkelige risikoen det kan eksplodere. Det har vært utallige eksempler på disse, inkludert en i oktober 2013 hvor en Tesla Model S ble brent etter å ha slått metallskrap i Washington State. Videoen av det gikk viral, og sendte Tesla lager tumbling:

Deretter er det eksempler hvor dårlig ventilasjon har forårsaket at batteriene blir overopphetet, og deretter eksplodere eller brann. Et lignende problem grunnet hele Boeing 787 Dreamliner-flåten i 2013. De tok bare til skiene igjen for inntektstjenester fire måneder senere.

Fordi disse batteriene fra Bosch er faste, er de iboende sikrere.

Du må fortsatt vente

Disse batteriene er fantastiske. De er mindre, tryggere og ganske enkelt bedre. Men Bosch forventer at de ikke vil slå markedet frem til 2020.

Inntil da er det noen andre spennende utviklinger innen batteriteknologi å bli begeistret for. Samsung jobber med et batteri Nytt Samsung-gjennombrudd kan nesten doble batterikapasitet Det nye Samsung-gjennombruddet kan nesten ha dobbelt batterikapasitet Et nytt gjennombrudd fra Samsung gir store økninger i tettheten til litium-ion-batterier. Les mer som bruker silisiumanoder, og tilbyr to ganger kapasiteten.

I mellomtiden bruker Nanyang Technical University of Singapore bruk av titan-dioxid nanorør. Nye batteriteknologiladninger på to minutter, siste 20 år. Ny batteriteknologiladning på to minutter, siste tjue år. Det er en ny batteriteknologi i horisonten, og det er en god sjanse det går for å endre måten du bruker enhetene på, Les mer anoder for å øke hastigheten på oppladningstidene i to minutter, og øke levetiden til et batteri til tjue år.

Det er også grafenteknologi Den nyeste datateknologien du må se for å tro på den nyeste datateknologien du må se for å tro Sjekk ut noen av de nyeste datateknologiene som er satt til å forandre verden av elektronikk og PCer de neste årene. Les mer, som er en av de mest lovende batteriteknologiene rundt batteriteknologier som skal endre verdens batteriteknologier som kommer til å forandre verden Batterieteknikken har vokst sakte enn andre teknologier, og er nå den lange teltpolen i et svimlende antall bransjer. Hva vil fremtiden for batteriteknologi være? Les mer, samt radikalt øke beregningsstyrken til prosessorene vi bruker.

Spennende tider. Men hva synes du? Tror du det vil ta på? Vil disse nye batteriene svinge deg til å få en elektrisk bil? Gi meg beskjed i kommentarene nedenfor, og vi vil chatte.

Photo Credits: Motorola mobiltelefon batteri SNN5749A kontakt (Uwe Herman)

Utforsk mer om: Bilteknologi, batterilevetid, grønn teknologi.