Содержание

• Дорогая необходимость
• Где мы находимся
• Преимущества твердого состояния
• Когда это прибудет?
• Последнее слово

Дорогая необходимость

Но твердотельные электролиты стоят дорого. Как сказал мне доктор Лоренцо Гранде, технологический аналитик IDTechEx, который 25 октября представит вебинар по технологии твердотельных батарей (подробности здесь, если вы хотите послушать), «стоимость квадратного метра растет экспоненциально с ростом размер батареи, которую вы хотите сделать. »

Стоимость квадратного метра увеличивается экспоненциально с размером батареи.

Стоимость тонкопленочной батареи может составить 20-30 долларов за небольшую радиочастотную идентификацию, но она будет непомерно высокой на уровне заряда аккумулятора смартфона. В таком масштабе твердотельная альтернатива может стоить тысячи долларов за одну батарею.

Это явно барьер для основных приложений бытовой электроники. Но, как отметил доктор Гранде, ссылаясь на текущие события:

Литиево-ионные аккумуляторы, как мы их знаем, содержат легковоспламеняющиеся электролиты. Эти электролиты обычно изготавливаются из органических веществ или химических веществ, которые легко воспламеняются.

Когда мы рассматриваем замену этих электролитов твердым аналогом, немедленным преимуществом является переход от легковоспламеняющейся жидкости к чему-то твердому, которое либо не воспламеняется, либо является гораздо менее огнеопасным и, следовательно, более безопасным для пользователя.

Причина, по которой все используют жидкие электролиты, заключается в том, что твердые электролиты либо еще не полностью разработаны, либо все еще слишком дороги для производства в больших масштабах.

Тем не менее, ясно, что твердотельные аккумуляторы имеют большое будущее в области бытовой электроники, если мы сможем снизить стоимость производства. Хотя это все еще очень большая игра, доктор Гранде считает, что такая компания, как Samsung, которая недавно понесла огромный ущерб своей репутации в области безопасности, может быть одной из первых, кто объявит о выпуске твердотельной батареи в смартфоне, даже если это будет стоить им деньги для этого.

Где мы находимся

Как сказал мне доктор Гранде, большинство компаний, делающих новости в мире технологий твердотельных и альтернативных аккумуляторов (например, Enevate, у которого кремниевый литий-ионный аккумулятор должен быть в продаже в любой день), обычно являются небольшими стартапами, нужна реклама. И все же, даже Enevate открыто говорит о затратах, связанных с альтернативами тому, что мы имеем сейчас, признавая, что производительность зависит от цены, поэтому высокопроизводительная батарея все еще имеет относительно высокую стоимость.

Но насколько сложны исследования в области твердотельных электролитов в крупных компаниях, таких как Samsung и LG, которые производят аккумуляторы и бытовую электронику, гораздо сложнее оценить. То, чего достигли нынешние лидеры рынка мобильных аккумуляторов за закрытыми дверями, может быть очень продвинутым, но по причинам конкуренции они не публикуют его.

В ближайшие несколько лет жидкие электролиты в ионно-литиевых батареях уйдут в прошлое.

Тем не менее, такой исследователь, как доктор Гранде, твердо верит, что в ближайшие несколько лет жидкие электролиты в литий-ионных батареях уйдут в прошлое: «Рынок твердотельных батарей готов изменить ситуацию на местах. , Компания, которой удастся захватить цепочку создания стоимости за твердотельными батареями, вызовет перестановку основных игроков рынка ».

Естественно, азиатские аккумуляторные компании заинтересованы в сохранении своего господства, но в последнее время наблюдается большой интерес и инвестиции в США и Европе. В зависимости от того, кто определяет доминирующую технологию и кому удается сделать это конкурентоспособным по стоимости способом, нынешние лидеры рынка могут в будущем потерять значительную долю своей доли рынка на твердотельных батареях.

Нынешние лидеры рынка могут потерять значительную часть своей доли рынка из-за твердотельных батарей.

Причина, по которой вещи сейчас так плохо определены, заключается в том, что в мобильной электронике можно использовать около восьми различных категорий твердотельных электролитов. Каждый состав электролита имеет различные преимущества, то есть каждый тип будет более или менее применим к рынку в зависимости от его конкретных приоритетов.

Преимущества твердого состояния

Повышенная безопасность в сочетании с более длительным сроком службы и более высокой производительностью обеспечивают привлекательный уровень продаж.

Итак, каковы основные преимущества твердотельных батарей? Среди них высокая безопасность, поскольку твердотельные электролиты не только менее горючи, но и более устойчивы и менее подвержены тепловому разлому, что приводит к взрывам батарей.

Но твердотельные электролиты также менее химически активны, чем жидкие, поэтому можно ожидать, что они прослужат намного дольше. Твердотельные батареи также позволяют увеличить плотность энергии, «вдвое превышая текущие значения, если в этих батареях также заменен графитовый анод на литий-металлический анод». Повышенная безопасность в сочетании с более длительным сроком службы и более высокой производительностью обеспечивают привлекательный уровень продаж.

Но то, как производители выберут для производства твердотельные батареи, можно только догадываться. Производители могут оставить физический размер батареи таким же, как и сегодня, с преимуществом увеличения срока службы батареи. Или же они могут уменьшить общий размер батареи, сохраняя при этом существующее время работы от батареи в течение всего дня, к которому мы привыкли.

Это может показаться очевидным выбором - кто бы не выбрал телефон, продающийся с 2-3 днями автономной работы? - но помните, что твердотельные батареи дорогие в производстве.

Мы с большей вероятностью увидели первые твердотельные батареи меньшего размера, представленные первыми, срок службы батарей был таким же, как и сейчас.

Это означает, что мы с большей вероятностью увидим первые твердотельные батареи меньшего размера, введенные первыми, с ресурсом батарей, аналогичным тому, что мы получаем от существующих жидких электролитов. По крайней мере, пока стоимость производства твердотельных электролитов не может быть снижена.

Когда это прибудет?

Так, когда мы можем ожидать, что твердотельные батареи вступят во владение? По словам доктора Гранде, автомобильная индустрия является конечной игрой. Это означает, что автомобильной промышленности придется ждать дольше всего из-за строгих требований безопасности. Но это означает, что в других областях можно ожидать, что твердотельные батареи будут развернуты намного раньше.

Эта технология не будет достаточно зрелой для рынка мобильных телефонов еще 4-5 лет.

«Рынок беспилотников во многих отношениях является начальным шагом для следующего поколения твердотельных батарей, - говорит д-р Гранде, - и это произойдет уже в 2017 году. Вторым рынком станут носимые устройства, а затем более крупная потребительская электроника, такая как смартфоны. , Но эта технология не будет достаточно зрелой для рынка мобильных телефонов еще 4-5 лет ».

Даже с такими довольно знакомыми временными рамками твердотельные электролиты в батареях - или другая новая технология батарей - давно назрела: «Ион лития приближается к своим техническим ограничениям, и жидкий электролит является одной из причин этого. Как только на рынке беспилотников и на рынке бытовой электроники появятся твердотельные электролиты, каждая компания увидит дополнительные преимущества использования этой технологии для изготовления более качественных батарей.

Последнее слово

Как всегда, проблема заключается в стоимости и массовом принятии. Первоначальные инвестиционные затраты все еще высоки, и мы все еще ожидаем определения модели массового производства. Но как только такая компания, как Samsung, решит окунуться в потребительский продукт, резкое увеличение объемов производства поможет снизить производственные затраты.

То, что до сих пор делали крупные производители батарей, это контроль повреждений. Однако в этом отношении нет серебряной пули.

«То, что до сих пор делали крупные производители аккумуляторов, - это контроль повреждений, то есть добавление антипиренов к электролиту на жидкой основе. Однако в этом отношении нет серебряной пули. Производители аккумуляторов уже несколько лет добавляют добавки, но, как видно из новостей, все еще могут случиться плохие вещи ».

Твердотельное состояние может быть будущим, но, как предупреждает д-р Гранде, «мы до сих пор не уверены, какая из этих технологий выйдет на массовый рынок». Следует также признать, что «то, что сейчас существует, не является на уровне показателей жидких электролитов ». Но по мере того, как технология достигает зрелости, мало кто сомневается в том, что твердое государство вступит во владение.

Вам нравятся звуки твердотельных батарей? Как вы думаете, это может помочь имиджу Samsung?

Если вы хотите присоединиться к вебинару доктора Лоренцо Гранде по твердотельным батареям для IDTechEx, нажмите здесь. Есть 25 сессий 25 октября.