Почему литий-ионные батареи стремятся заменить на твердотельные

Почему литий-ионные батареи стремятся заменить на твердотельные
На аккумуляторы твердотельного типа, а также на полимерные источники питания и иные батареи нового образца, ученые в последнее время делают особые ставки. Специалисты и крупные компании-инвесторы в данные технологии считают, что в 2021-2031 годах подобные энергоисточники почти полностью заменят литий-ионные батареи.
Давайте рассмотрим подробнее технологии твердотельных энергонакопителей и возможности их будущего применения.

Почему li-ion аккумуляторы хотят заменить
Причин здесь сразу несколько. Хотя литий-ионные аккумуляторы сегодня считаются самыми эффективными и широко используемыми, они имеют несколько существенных недостатков.

К минусам относятся:
• Риск перегрева, из-за чего может произойти вздутие корпуса и даже воспламенение.
• Боязнь перепадов температур и экстремальных режимов окружающей среды.
• Дорогая стоимость добычи лития, а значит, сами литий-ионные батареи тоже не относятся к доступным по цене источникам питания.
• Крупные габариты — из-за технических особенностей, li-ion аккумуляторы невозможно сделать сверхкомпактными.

Конечно, хотя литий-ионные источники питания активно используются в гаджетах, крупной технике и даже в узкоспециализированных секторах промышленности и в электрокарах, назрела необходимость их замены на более современные энергоисточники.
Твердотельные аккумуляторные батареи — первый претендент на место литий-ионных батарей.

Структура, особенности и преимущества твердотельных аккумуляторов
В отличие от жидкого электролита, который используется в литий-ионных батареях и требует наличия дорогостоящих мембран для разделения анода и катода, в аккумуляторах нового поколения используется твердая основа.
Именно это ключевое отличие и добавило подобным устройствам целый ряд достоинств.

Плюсы твердотельных аккумуляторов, в отличие от литий-ионных батарей:
• Возможность производства практически в любых форматах и размерах, включая миниатюрные. Прекрасные перспективы в плане тонкости и гибкости также присутствуют.
• Сохранение эффективности работы, даже если аккумулятор находится в экстремальных температурных условиях (сильная жара или морозы -40).
• Значительная экономия в процессе производства.
• Стабильность работы и исключение возможности протечки рабочих жидкостей, поскольку в данном случае электроды и электролиты находятся в твердом состоянии.
• Предельная безопасность (никаких рисков взрыва от перегрева, что часто встречается у li-ion аналогов).

Эти и другие преимущества стали основной причиной, по которой твердотельные мобильные энергоносители рассматриваются в качестве источников питания для современных гаджетов бытового и спецприменения, электромобилей, дронов и космической электроники.

Однако тут не все так просто
В большинстве своем аккумуляторы на твердотельной основе до сих пор работают в качестве экспериментальных образцов в научных исследованиях. И, несмотря на то, что данная технология была открыта и даже впервые применена еще в 70-х годах в кардиостимуляторах, до массового производства далеко.
Поэтому, пока специалисты из научных институтов и крупных технологических брендов ищут способы вывода твердотельных аккумуляторов на рынок, нас продолжат выручать li-ion аккумуляторы. Да, они имеют свои недостатки. Однако именно благодаря этим батареям мы ежедневно можем пользоваться смартфонами и прочими мобильными устройствами.