Τι είναι οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης-;

Λοιπόν, είναι 23:47 την Τρίτη και μόλις τηλεφώνησα με έναν προμηθευτή στο Shenzhen που προσπαθεί να μου πουλήσει "επαναστατικές μπαταρίες στερεάς-κατάστασης" που είναι απολύτως, 100% ΟΧΙ μπαταρίες στερεάς-κατάστασης. Αυτή είναι η τρίτη φορά αυτό το μήνα. Είμαι κουρασμένος. Αλλά επίσης; Αυτό συνεχίζει να συμβαίνει γιατί κανείς δεν εξηγεί τι είναι αυτά τα πράγματα.

Ορίστε λοιπόν. Πιάσε καφέ. Ή μπύρα. Δεν κρίνω.

Πολύ γρήγορα πριν ξεκινήσουμε- το υπόβαθρό μου, καθώς οι άνθρωποι πάντα ρωτούν: Ασχολούμαι με την τεχνολογία μπαταριών από το 2016, εργάστηκα σε δύο εταιρείες που χρεοκόπησαν (διασκεδαστικές στιγμές), συμβουλεύτηκα τρεις που είναι ακόμα ζωντανές (μετά βίας) και επί του παρόντος κάνω Ε&Α για... μάλλον δεν θα έπρεπε να πω, αλλά έχετε ακούσει γι' αυτές. Έχω καεί δύο φορές με φωτιές λιθίου. Μην το προτείνετε. 0/10 εμπειρία.

Σωστά έτσι. Η μπαταρία του τηλεφώνου σας; Φορητός υπολογιστής; Ηλεκτρικό αυτοκίνητο; Όλα είχαν υγρό μέσα. Όχι σαν νερό-υγρό, περισσότερο σαν... παχύρρευστο χημικό υγρό. Οργανικός ηλεκτρολύτης. Ακούγεται φανταχτερό, αλλά βασικά είναι ένα εύφλεκτο σκούρο που αφήνει τα ιόντα λιθίου να κολυμπούν εμπρός-πίσω μεταξύ της θετικής και της αρνητικής πλευράς.

Λειτουργεί μια χαρά! Μέχρι που δεν το κάνει. Μετά παίρνει φωτιά.

Έχω ακόμα ένα Samsung Galaxy Note 7 στο συρτάρι του γραφείου μου που το κρατάω για υπενθύμιση lmao. Ποτέ δεν το ενεργοποιήσαμε ξανά μετά την ανάκληση. Είναι σαν ένα μικρό χαρτόβαρο κινδύνου πυρκαγιάς.

Μπαταρία στερεάς-κατάστασης=που αντικαθιστά αυτό το υγρό με στερεό.

Αυτό είναι όλο. Αυτό είναι το όλο θέμα.

Το συμπαγές μέρος μπορεί να είναι:

Κεραμικά (όπως φανταχτερό γυαλί αλλά πιο δύσκολο να γίνει)

Πολυμερείς αλυσίδες (σκεφτείτε πραγματικά πυκνό πλαστικό αλλά όχι πραγματικά πλαστικό)

Θειούχες ενώσεις (παρεμπιπτόντως μυρίζουν ΤΡΟΜΕΡΑ, σαν σάπια αυγά χίλιες)

Ω, και διασκεδαστικό γεγονός έμαθα με τον δύσκολο τρόπο - ορισμένα από αυτά τα υλικά αντιδρούν με την υγρασία στον αέρα. Όπως βίαια. Είχαμε έναν αποφοιτητή το 2019 που άφησε ένα δείγμα θειούχου ηλεκτρολύτη στον πάγκο κατά τη διάρκεια της νύχτας. Ήρθε το επόμενο πρωί, το όλο πράγμα είχε βασικά διαβρωθεί. Μύριζε θάνατο. Δεν μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το εργαστήριο για μια εβδομάδα.

solid-state batteries

Φίλε, έχω ακούσει για μπαταρίες στερεάς-κατάστασης από... 2015; 2014; Κάπου εκεί γύρω. Κάθε χρόνο: "Μόλις άλλα 3 χρόνια!"

Έχει γίνει μιμίδιο στην κοινότητα των μπαταριών. Όπως η fusion power. Πάντα 10 χρόνια μακριά.

Αλλά εντάξει, ΥΠΑΡΧΟΥΝ πραγματικοί λόγοι για να νοιάζεστε:

1. Δεν θα εκραγούν (μάλλον) στα μούτρα σου

Χωρίς υγρό=χωρίς βραστό υγρό=χωρίς συσσώρευση πίεσης=χωρίς μπούμα.

Εννοώ ότι ΜΠΟΡΟΥΝ ακόμα να αποτύχουν. Το έχω δει να συμβαίνει. Αλλά αντί για βολίδα, παίρνετε περισσότερο σαν... σταματά να λειτουργεί και ζεσταίνεται. Πολύ καλύτερα! Παρακολούθησα μια αποτυχία-μοναδικού πρωτοτύπου κατάστασης κατά τη διάρκεια της δοκιμής πέρυσι και βασικά απλώς διογκώθηκε λίγο και πέθανε. Με υγρό ιόν-λιθίου πρέπει να κάνουμε δοκιμή πίσω από ασπίδες εκρήξεων. Διαφορετική ατμόσφαιρα.

2. Περισσότερη ενέργεια στον ίδιο χώρο (υποτίθεται)

Οι αξιώσεις είναι άγριες. 50% περισσότερες; 100% περισσότερο; Ποιος ξέρει. Στα χαρτιά τα μαθηματικά δουλεύουν. Στην πραγματικότητα; Θα δούμε.

Η Toyota συνεχίζει να λέει ότι θα έχει μπαταρίες 900 μιλίων μέχρι το 2027 ή το 2028 ή κάτι τέτοιο. Θα το πιστέψω όταν κυριολεκτικά οδηγήσω το αυτοκίνητο. Μέχρι τότε είναι vaporware.

3. Φορτίζει πιο γρήγορα (ίσως)

Μερικοί από τους κεραμικούς ηλεκτρολύτες υποτίθεται ότι μπορούν να χειριστούν πολύ περισσότερο ρεύμα χωρίς να υποβαθμίζονται. Έτσι όπως 10 λεπτά πλήρεις φορτίσεις.

Έχω δει αυτό το έργο σε εργαστήριο; Ναι, μια φορά, σε μια μπαταρία σε σχήμα νομίσματος στο μέγεθος της μικρογραφίας μου.

Το έχω δει να λειτουργεί με μπαταρία μεγέθους αυτοκινήτου-; Οχι. Κανείς δεν έχει. Είναι όλα δεδομένα προσομοίωσης και δοκιμές μικρής-κλίμακας.

4. Διαρκεί περισσότερο (νομίζουμε)

Χωρίς να διασπαστεί το υγρό, θα πρέπει να έχετε περισσότερους κύκλους φόρτισης. Τα κανονικά ιόντα λιθίου-είναι καλό για περίπου 500-1000 κύκλους ανάλογα με τον τρόπο που το αντιμετωπίζετε. Η στερεά κατάσταση θα πρέπει να είναι καλύτερα.

Αλλά εδώ είναι το πράγμα - που στην πραγματικότητα δεν ΞΕΡΟΥΜΕ ακόμα επειδή κανείς δεν τα χρησιμοποιεί εδώ και 10 χρόνια. Δεν είναι δυνατή η δοκιμή μακροπρόθεσμης- αξιοπιστίας σε ένα εργαστήριο. Απλά πρέπει να περιμένετε και να δείτε.

Ω χάλια ναι, μάλλον θα έπρεπε να εξηγήσω τι υπάρχει εκεί έξω τώρα. Το κακό μου.

Κανονικό ιόν λιθίου- (Τι υπάρχει σε όλα)

Το τηλέφωνό σας, το φορητό υπολογιστή σας, πιθανώς το αυτοκίνητό σας αν είναι ηλεκτρικό

Ενέργεια: ~250-300 Wh/kg (δηλαδή βατώρες ανά κιλό, μονάδες σπασίκλας)

Φτηνές στην παραγωγή τώρα γιατί το κάνουμε για πάντα

Θα πάρει φωτιά αν το τρυπήσετε ή το υπερφορτίσετε

Κρατώ έναν κουβά άμμο στο εργαστήριό μου για κάθε ενδεχόμενο

Μπαταρίες LFP (φωσφορικό σίδηρο λιθίου)

Πιο ασφαλές, δεν θα πάρει φωτιά ακόμα κι αν προσπαθήσετε

Λιγότερη ενεργειακή πυκνότητα έως - περίπου 160-180 Wh/kg

Διαρκεί ΓΙΑ ΠΑΝΤΑ σαν 3000+ χρεώσεις

Φθηνότερο από άλλους τύπους λιθίου

Αυτό είναι το βασικό μοντέλο του Tesla τώρα νομίζω; Μην μου το αναφέρετε

NMC/NCA (The Expensive Ones)

Νικέλιο κοβάλτιο μαγγάνιο ή νικέλιο κοβάλτιο αλουμίνιο

Υψηλή απόδοση, 250-280 Wh/kg

Χρησιμοποιεί κοβάλτιο που... ναι, υπάρχουν θέματα παιδικής εργασίας στο Κονγκό, άλλο χάλι

Ακριβότερος

Καλύτερη απόδοση αν και δεν θα πω ψέματα

Στερεά-Κατάσταση (Το μυθικό πλάσμα)

ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ 400-500 Wh/kg

Πολύ πιο ακριβό αυτή τη στιγμή

Η κατασκευή είναι βασικά μαύρη μαγεία σε αυτό το σημείο

Πιο ασφαλή υποτίθεται αλλά και δεν έχουμε αρκετά στοιχεία

Κοίτα, είμαι δύσπιστος για τα περισσότερα πράγματα, αλλά η σταθερή- κατάσταση έχει πραγματικά πλεονεκτήματα. Δεν θα προσποιηθώ το αντίθετο.

Η ασφάλεια είναι νόμιμα καλύτερη.

Προσωπικά έχω δοκιμάσει και τους δύο τύπους. Με τα κανονικά ιόντα λιθίου- φοράμε ασπίδες προσώπου και έχουμε πυροσβεστήρες παντού. Με πρωτότυπα- στερεάς κατάστασης; Ακόμα προσεκτικός, αλλά λιγότερο "αυτό μπορεί να εκραγεί" ενέργεια.

Τον περασμένο μήνα είχαμε βραχυκύκλωμα δοκιμαστικής κυψέλης. Η στερεά-κατάσταση μόλις θερμάνθηκε και σταμάτησε να λειτουργεί. Αν αυτό ήταν κανονικό ιόν-λιθίου, σίγουρα θα είχαμε πυρκαγιά.

Το μέγεθος/βάρος είναι πραγματικό ΑΝ παραδίδουν.

Η παραγωγή 400 Wh/kg θα ήταν πραγματικά επαναστατική. Η μπαταρία του EV σας θα μπορούσε να ζυγίζει το μισό για το ίδιο εύρος. Ή ίδιο βάρος, διπλασιάστε το εύρος.

Αλλά αυτό είναι ένα μεγάλο ΑΝ. Τα αποτελέσματα του εργαστηρίου δεν μεταφράζονται πάντα σε παραγωγή. Διάολε, ΣΥΝΗΘΩΣ δεν μεταφράζουν.

Η απόδοση της θερμοκρασίας θα πρέπει να είναι καλύτερη.

Οι στερεοί ηλεκτρολύτες λειτουργούν σε μεγαλύτερα εύρη θερμοκρασιών από τα υγρά. Η μπαταρία του αυτοκινήτου σας στο χειμώνα του Σικάγο στους -20 βαθμούς F; Θα έπρεπε να λειτουργεί καλύτερα. Καλοκαίρι της Αριζόνα στους 120 βαθμούς F; Επίσης καλύτερα.

Αν και διασκεδαστική ιστορία - ορισμένοι κεραμικοί ηλεκτρολύτες στην πραγματικότητα πρέπει να διατηρούνται ζεστοί για να λειτουργήσουν καλά. Χρειάζεστε λοιπόν μια θερμάστρα για την μπαταρία σας. Που χρησιμοποιεί δύναμη. Είδος ήττες ο σκοπός lol.

Χωρίς δενδρίτες.

Αυτό είναι μέσα στο μπέιζμπολ αλλά οτιδήποτε. Όταν φορτίζετε μπαταρίες λιθίου, μικρές μεταλλικές ακίδες που ονομάζονται δενδρίτες μπορούν να αναπτυχθούν από το ένα ηλεκτρόδιο προς το άλλο. Τελικά διαπερνούν τον διαχωριστή και βραχυκυκλώνουν την μπαταρία. Έτσι πεθαίνουν οι περισσότερες μπαταρίες ιόντων λιθίου-.

Οι στερεοί ηλεκτρολύτες υποτίθεται ότι μπλοκάρουν τους δενδρίτες. Σκληρά υλικά, δεν μπορούν να περάσουν. Στη θεωρία.

Στην πράξη; Ε. Έχουμε δει δενδρίτες να αναπτύσσονται μέσω ορισμένων στερεών ηλεκτρολυτών. Η επιστήμη των υλικών είναι δύσκολη.

solid-state batteries

Εντάξει, κούμπωσε γιατί εδώ θα τσαντίσω κάποιους.

Λειτουργούν μόλις τώρα.

Συγνώμη! Είναι αλήθεια! Οι περισσότερες από τις «καινοτόμες» μπαταρίες στερεάς κατάστασης-για τις οποίες διαβάσατε σε δελτία τύπου; Λειτουργούν για περίπου 10 κύκλους. Ίσως 50 αν είσαι τυχερός. Σε άριστες εργαστηριακές συνθήκες. Ακριβώς στους 25 βαθμούς. Με απαλό αεράκι από βορειοανατολικά.

Η μπαταρία του αυτοκινήτου σας πρέπει να λειτουργεί για 1000+ κύκλους το χειμώνα της Μινεσότα και το καλοκαίρι του Τέξας και παντού. Δεν είμαστε ακόμη κοντά στην κλίμακα.

Ήμουν σε ένα συνέδριο πέρυσι (Συμπόσιο Battery στο Ορλάντο, Μάρτιος 2024) και είδα μια παρουσίαση από μια startup που διεκδικούσε 500 κύκλους. Πήγε στο περίπτερό τους μετά. Ρωτήθηκε για λεπτομέρειες. Έγιναν πραγματικά ήσυχα πολύ γρήγορα. Αποδεικνύεται ότι αυτοί οι 500 κύκλοι ήταν με ρυθμό φόρτισης 0,1 C με 4 ώρες μεταξύ των φορτίσεων. Εντελώς άχρηστο για πραγματικές εφαρμογές.

Η παραγωγή είναι ένας απόλυτος εφιάλτης.

Ξοδέψαμε 30+ χρόνια για να βρούμε πώς να κάνουμε τις μπαταρίες ιόντων λιθίου- φθηνές και αξιόπιστες. Τα εργοστάσια, ο εξοπλισμός, ο ποιοτικός έλεγχος - είναι όλα κλεισμένα.

Στερεά-κατάσταση; Ξεκινώντας από το μηδέν.

Διαφορετικό εξοπλισμό. Διαφορετικές διαδικασίες. Διαφορετικοί τρόποι αστοχίας. Όλα είναι πιο δύσκολα.

Μίλησα με έναν τύπο από το QuantumScape τον περασμένο μήνα (ήμασταν και οι δύο σε ένα μπαρ αεροδρομίου, είχε πιει 3 μπύρες, είχε κουβεντιάσει) και είπε ότι το μεγαλύτερο πρόβλημά τους δεν είναι καν η τεχνολογία πια. Ψάχνει πώς να φτιάξει 10.000 μπαταρίες που είναι όλες πανομοιότυπες. Η συνέπεια στην κλίμακα είναι ΤΟΣΟ ΣΚΛΗΡΗ.

Το πρόβλημα της διεπαφής σκοτώνει τους πάντες.

Αυτό είναι τεχνικό αλλά σημαντικό: όπου ο στερεός ηλεκτρολύτης αγγίζει το στερεό ηλεκτρόδιο, έχετε αντίσταση. Είναι σαν να προσπαθείς να περάσεις ηλεκτρισμό μέσα από δύο τραχιές επιφάνειες που πιέζονται μεταξύ τους. Όχι μεγάλη επαφή.

Με υγρό ηλεκτρολύτη, το υγρό γεμίζει όλα τα μικροσκοπικά κενά. Τέλεια επαφή παντού. Με στερεά-σε-μασίφ; Όχι τόσο πολύ.

Ο κόσμος δοκιμάζει τα πάντα: ειδικές επικαλύψεις, πίεση, θέρμανση, νέα υλικά, στρώσεις θυσίας, ζώνες προστασίας. Τίποτα δεν λειτουργεί τέλεια ακόμα. Κάθε λύση δημιουργεί νέα προβλήματα.

Σπάνε και αυτό είναι πολύ κακό.

Οι στερεοί κεραμικοί ηλεκτρολύτες είναι εύθραυστοι. Όταν φορτίζονται οι μπαταρίες, διογκώνονται ελαφρά. Απόρριψη, συρρικνώνονται. Κάντε αυτό 1000 φορές και το κεραμικό σας μπορεί να σπάσει.

Μια μικροσκοπική ρωγμή=νεκρή μπαταρία. Η υγρασία μπαίνει, η απόδοση πέφτει, το παιχνίδι τελειώνει.

Έχω δει όμορφα στερεά-κελιά που λειτουργούσαν τέλεια για 50 κύκλους, μετά σπάνε και μετά σταματούν να λειτουργούν. Σπαραξικάρδιος. Και ακριβό.

Οι ηλεκτρολύτες πολυμερών δεν σπάνε τόσο εύκολα, αλλά έχουν πολύ χαμηλότερη ιοντική αγωγιμότητα. Πάντα αντάλλαγμα-.

Το κόστος με κάνει να θέλω να κλάψω.

Οι τρέχουσες εκτιμήσεις ανεβάζουν τις μπαταρίες στερεάς κατάστασης σε 10-20 φορές το κόστος των κανονικών ιόντων λιθίου. Ανά kWh.

Ναι, το κόστος θα μειωθεί με την κλίμακα. Πάντα κάνουν. Αλλά μιλάμε για ΧΡΟΝΙΑ ανάπτυξης και ΔΙΣΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΑ επενδύσεις κεφαλαίου πριν φτάσουμε στην ισοτιμία κόστους.

Οι κυψέλες 4680 της Tesla κοστίζουν περίπου 100 $/kWh. Η στερεά-κατάσταση μπορεί να είναι 1000 $/kWh αυτήν τη στιγμή. Ίσως περισσότερο. Κανείς δεν δημοσιεύει πραγματικούς αριθμούς γιατί είναι ντροπιαστικό.

Ω, εντάξει, αυτό θα είναι ακατάστατο γιατί οι εταιρείες 50+ ισχυρίζονται ότι "πρόκειται να φέρουν επανάσταση στις μπαταρίες", αλλά επιτρέψτε μου να επικεντρωθώ στο ποιος πραγματικά κάνει πράγματα:

QuantumScape- Πιθανώς το πιο απομακρυσμένο για εφαρμογές αυτοκινήτων. Χρήση κεραμικού διαχωριστή. Υποστηρίζεται από τη VW και τον Μπιλ Γκέιτς. Η μετοχή τους έφτασε από $130 σε $10. Ωχ. Αλλά εξακολουθούν να λειτουργούν και έχουν δείξει κάποια αξιοπρεπή αποτελέσματα δοκιμών. Το χρονοδιάγραμμα συνεχίζει να γλιστράει όμως, τι είναι... ανησυχητικό αλλά και ρεαλιστικό; Δεν ξέρω πώς να νιώσω για αυτούς ειλικρινά.

Στερεά Ισχύς- Η BMW και η Ford υποστηρίζονται. Θειούχος ηλεκτρολύτης. Τελευταία άκουσα ότι εξακολουθούσαν να έχουν προβλήματα κατασκευής. Το χρονοδιάγραμμά τους έχει επίσης γλιστρήσει. Τα χρονοδιαγράμματα όλων γλιστρούν. Είναι το αγαπημένο χόμπι της βιομηχανίας μπαταριών.

Samsung SDI- ΕΧΟΥΝ πραγματικά μπαταρίες στερεάς- κατάστασης στην παραγωγή! Αλλά μικροσκοπικά. Για φορητές συσκευές. Ιατρικές συσκευές. Hearables (ναι αυτή είναι μια λέξη τώρα προφανώς). Το μέγεθος του αυτοκινήτου- Ακόμα σε εξέλιξη. Λένε 2027. Λέω 2029-2030 ρεαλιστικά.

Toyota- Ωχ αγόρι. Η Toyota υπόσχεται καινοτομίες σε σταθερή- κατάσταση μπαταρίας από τότε που αρχίσω να εργάζομαι σε αυτόν τον τομέα. Καταθέτουν περισσότερες πατέντες από οποιονδήποτε άλλον. Κάθε χρόνο κάνουν μεγάλες ανακοινώσεις. Κι όμως... κανένα προϊόν.

ΘΕΛΩ να τους πιστέψω. Είναι Toyota. Ξέρουν κατασκευή. Αλλά ξεγελάσου μια φορά, ντροπή σου. Ξεγέλασε με 47 φορές...

Είπαν 2025, μετά 2027, τώρα είναι 2027-2028. Θα βάλω χρήματα στο 2030 ελάχιστο.

Nissan- Το να είμαι πιο σιωπηλός σχετικά με αυτό το οποίο πραγματικά το σέβομαι. Ας πούμε ότι θα έχουν πιλοτική παραγωγή μέχρι το 2024-2025. Πιο ρεαλιστικό χρονοδιάγραμμα από κάποια άλλα. Νομίζω ότι δουλεύεις με τη NASA σε κάποια πράγματα; Μην με παραθέτεις.

CATL- Κινεζική εταιρεία, ο μεγαλύτερος κατασκευαστής μπαταριών στον κόσμο. Όταν κινούνται, όλοι το παρατηρούν. Εργάζονται σε σταθερή-κατάσταση, αλλά είναι ΠΟΛΥ συντηρητικοί με τις προβλέψεις. Κάτι που με κάνει να τους εμπιστεύομαι περισσότερο. Ξέρουν κατασκευαστική κλίμακα. Ξέρουν τι είναι δύσκολο.

StoreDot- Ισραηλινή εκκίνηση, εστίαση εξαιρετικά γρήγορης φόρτισης. Cool demos. Η κλιμάκωση είναι το ζητούμενο. Πάντα το ερώτημα.

Υπάρχουν επίσης Factorial Energy, ProLogium, Ionic Materials, Sakuu, Blue Current, Ilika... κυριολεκτικά δεκάδες άλλα. Οι περισσότεροι θα αποτύχουν. Έτσι ακριβώς λειτουργεί. Οι startups με μπαταρίες έχουν ποσοστό επιτυχίας περίπου 5%.

Σύντομη απάντηση:Οχι.

Εκτενέστερη απάντηση:Ακόμα όχι, εκτός και αν αγοράζετε ένα πρωτότυπο EV για $500k+ ή κάποια μικροσκοπική ειδική μπαταρία για ιατρικό εξοπλισμό.

Ακόμα μεγαλύτερη απάντηση:Η Samsung διαθέτει ορισμένες μπαταρίες σταθερής κατάστασης-αλλά είναι ακριβές και μικρές. Μιλάμε σαν σε μέγεθος κελιού νομίσματος. Δεν είναι χρήσιμο για τις περισσότερες εφαρμογές.

Τα πρώτα πραγματικά καταναλωτικά προϊόντα με σταθερή-κατάσταση θα είναι πιθανώς:

Premium smartphones- Η Samsung ή η Apple θα θελήσουν τα δικαιώματα καυχησιολογίας. "Πρώτο σταθερό-τηλέφωνο μπαταρίας!" Εξαιρετικό μάρκετινγκ. Μάλλον 2026-2027.

EV περιορισμένης παραγωγής- Κάποια μάρκα πολυτελείας θα κατασκευάσει 500 μονάδες με μπαταρίες στερεάς-κατάστασης. Κόστος 200 χιλιάδες δολάρια. Αποδείξτε ότι η τεχνολογία λειτουργεί. 2027-2028.

Ποδήλατα/σκούτερ υψηλής ποιότητας- Η μικρότερη μπαταρία το καθιστά πιο οικονομικά εφικτό. 2026;

Μαζική αγορά; Άνθρωπος που δεν ξέρω. 2030 το νωρίτερο. Ίσως 2032-2035 για να είμαστε ασφαλείς. Και ακόμη και τότε η "μαζική αγορά" μπορεί να σημαίνει "προαιρετική αναβάθμιση για 10 χιλιάδες $".

Μάλλον είμαι απαισιόδοξος. Αλλά έχω απογοητευτεί πάρα πολλές φορές.

Αυτή τη στιγμή; Παρουσιάσεις PowerPoint κυρίως.

Αλλά σοβαρά:

Ηλεκτρικά Αυτοκίνητα- Αυτό νοιάζεται για όλους. 500+ μίλια, φόρτιση 10 λεπτών, ελαφρύτερο, ασφαλέστερο. Θα άλλαζε πραγματικά την αγορά EV. ΑΝ συμβεί.

Τηλέφωνα και φορητοί υπολογιστές- Φανταστείτε το τηλέφωνό σας να διαρκεί 2 ολόκληρες ημέρες με έντονη χρήση. Ή να έχει το μισό πάχος. Ή να μην έχετε ξανά καταστάσεις Samsung Note 7. Αυτό είναι το όνειρο.

Ιατρικά Εμφυτεύματα- Εδώ χρησιμοποιούνται ΗΔΗ ορισμένες μπαταρίες στερεάς-κατάστασης! Οι βηματοδότες χρειάζονται μπαταρίες που 100% δεν θα χαλάσουν ή θα διαρρεύσουν μέσα στο σώμα σας. Η στερεά-κατάσταση είναι ιδανική για αυτό. Μικρή μπαταρία, δεν χρειάζεται να είναι φθηνή, η ασφάλεια είναι το παν.

Drones/Αεροπορία- Τα ηλεκτρικά αεροπλάνα χρειάζονται την υψηλότερη δυνατή ενεργειακή πυκνότητα. Κάθε γραμμάριο έχει σημασία. Η στερεά-κατάσταση θα μπορούσε να κάνει την ηλεκτρική αεροπορία πραγματικά βιώσιμη πέρα από τα μικρά drones.

Αποθήκευση πλέγματος- Ίσως; Αλλά ειλικρινά για σταθερή αποθήκευση, το βάρος δεν έχει σημασία. Το LFP είναι ήδη φθηνό και αρκετά ασφαλές. Δύσκολο το κόστος. Η σταθερή-πολιτεία θα πρέπει να είναι ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ φθηνή για να ανταγωνιστεί εδώ.

Μου ρωτάνε συνέχεια αυτό. Στα πάρτι (οι μηχανικοί μπαταριών πάνε στα πάρτι εντάξει), στα συνέδρια, τυχαίοι συγγενείς στο Facebook.

Απάντηση: Όχι. Μην περιμένετε.

Εάν θέλετε ένα EV τώρα, αγοράστε ένα EV τώρα. Τα τρέχοντα EV είναι πολύ καλά! Model 3, Ioniq 5, F-150 Lightning, όλες οι στέρεες επιλογές. Αποδεδειγμένη τεχνολογία. Γνωστή αξιοπιστία.

Μέχρι στιγμής υπάρχουν προσιτά σταθερά ηλεκτρικά-state:

Θα έχετε οδηγήσει ήδη το τρέχον EV σας για 5+ χρόνια

Η τεχνολογία θα εξακολουθεί να είναι πρώτης-γενιάς με άγνωστα προβλήματα

Η υποδομή φόρτισης θα είναι ακόμα καλύτερη

Οι τιμές των μεταχειρισμένων EV μπορεί να έχουν καταρρεύσει ποιος ξέρει

Αν σκοπεύετε να αγοράσετε στα τέλη του 2027 ή το 2028; ΤΟΤΕ ίσως περιμένετε να δείτε τι πραγματικά θα κυκλοφορήσει. Αλλά μην βάζετε τη ζωή σας σε αναμονή.

Η τεχνολογία συνεχώς βελτιώνεται. Υπάρχει πάντα κάτι καλύτερο που έρχεται «σύντομα». Δεν μπορώ να περιμένω για πάντα.

Περίμενα να αγοράσω τηλεόραση 4K μέχρι το 2019. Ξέρετε τι συνέβη; Έγιναν φθηνότερα και καλύτερα. Αλλά και εγώ δεν είχα τηλεόραση 4Κ για 6 χρόνια. Άξιζε τον κόπο; Ειλικρινά... όχι. Έπρεπε απλώς να αγοράσω ένα.

solid-state batteries

Εντάξει όχι ψέματα. Αλλά παραπλανητικό.

Ο καθένας ρίχνει γύρω από τους αριθμούς ενεργειακής πυκνότητας. "400 Wh/kg!" "500 Wh/kg!" "900 Wh/kg!"

Να τι δεν σου λένε:

Τρέχοντα κύτταρα ιόντων λιθίου-: 250-300 Wh/kg
Τρέχουσες συσκευασίες ιόντων λιθίου-: 150-200 Wh/kg

Βλέπετε τη διαφορά; Το πακέτο περιλαμβάνει περίβλημα, ψύξη, καλωδίωση, συστήματα διαχείρισης μπαταριών. Όπως και το 30-40% του βάρους της μπαταρίας δεν είναι καν μπαταρία.

Στερεά-αξιώσεις CELL: 400-500 Wh/kg
Στερεά-πραγματικότητα PACK: Ποιος ξέρει; 250-350 Wh/kg ίσως;

Όταν λοιπόν η Toyota λέει "διπλάσια ενεργειακή πυκνότητα!" συγκρίνουν τους καλύτερους αριθμούς-περιπτώσεων με τους τρέχοντες αριθμούς πακέτων. Όχι μήλα σε μήλα.

Η πραγματική βελτίωση σε επίπεδο πακέτου θα είναι πιθανώς 50-75%. Το οποίο είναι ακόμα υπέροχο! Πραγματικά υπέροχο! Αλλά όχι η επανάσταση που συνεπάγεται το μάρκετινγκ.

Επίσης η ενεργειακή πυκνότητα δεν είναι το παν. Η πυκνότητα ισχύος έχει σημασία (πόσο γρήγορα αποφορτίζετε). Η ζωή του κύκλου έχει σημασία. Απόδοση θερμοκρασίας. Το κόστος ανά kWh έχει μεγαλύτερη σημασία για τη μαζική υιοθέτηση.

Μια μπαταρία που κοστίζει $2000/kWh με 500 Wh/kg είναι χειρότερη από μια μπαταρία που κοστίζει $100/kWh με 250 Wh/kg. Για τις περισσότερες εφαρμογές πάντως.

Εάν είστε κανονικό άτομο:Ξεχάστε ότι υπάρχει σταθερή-κατάσταση προς το παρόν. Αγοράστε ό,τι χρειάζεστε με την τρέχουσα τεχνολογία. Λειτουργεί μια χαρά.

Εάν αγοράζετε ένα EV το 2025-2026:Αγοράστε τώρα με τα τρέχοντα ιόντα λιθίου-. Μην περιμένεις. Το τέλειο μελλοντικό EV δεν έρχεται αρκετά σύντομα.

Εάν είστε επενδυτής:Αυτό είναι υψηλό ρίσκο, υψηλή ανταμοιβή. Θα στοιχημάτιζα σε καθιερωμένους παίκτες (Samsung, Toyota, CATL) έναντι startups. Αλλά αυτό είμαι μόνο εγώ. Διακινδυνεύω-γιατί έχω δει πάρα πολλές εκκινήσεις μπαταριών να διακόπτονται και να καίγονται. Κυριολεκτικά σε μια περίπτωση.

Εάν είστε μηχανικός:Μπείτε σε αυτό το πεδίο! Είναι απογοητευτικό αλλά πραγματικά συναρπαστικό. Απλώς να είστε προετοιμασμένοι για αργή πρόοδο και πολλά αδιέξοδα.

Εάν σκοπεύετε να αγοράσετε το 2027-2028:Αρχίστε να προσέχετε ποιος πραγματικά παραδίδει έναντι αυτού που κάνει απλώς ανακοινώσεις. Τα χρήματά μου είναι στη Samsung και ίσως στη Nissan.

Τι ΔΕΝ πρέπει να κάνετε:Μην αγοράζετε "μπαταρίες στερεάς-διαθέσιμες τώρα!" από πρόχειρες ιστοσελίδες. Λένε ψέματα. Εάν είναι αληθινό, θα είναι σε μεγάλα ειδησεογραφικά πρακτορεία και από μεγάλους κατασκευαστές.

Και κάτι ακόμα: Εάν χρειάζεστε μπαταρίες ΤΩΡΑ και θέλετε κάτι μεταξύ κανονικών ιόντων λιθίου- και στερεάς-κατάστασης όνειρο; Διερευνώμπαταρίες πολυμερούς λιθίου. Δεν είναι στερεά-αλλά πολύ πιο ασφαλή από το τυπικό λι-ιόν, δεν παρουσιάζουν διαρροή και μπορείτε να τα αποκτήσετε σήμερα. Χρησιμοποιείται σε τόνους αντικειμένων RC και σε ορισμένα τηλέφωνα. Όχι επαναστατικό αλλά πραγματικά διαθέσιμο lol.