NộI Dung
Một nhu cầu đắt tiền
Nhưng chất điện phân trạng thái rắn là đắt tiền để thực hiện. Như Tiến sĩ Lorenzo Grande, một nhà phân tích công nghệ tại IDTechEx, người sẽ giới thiệu một hội thảo trực tuyến về công nghệ pin thể rắn vào ngày 25 tháng 10 (chi tiết ở đây nếu bạn muốn lắng nghe), nói với tôi, chi phí trên mỗi mét vuông tăng theo cấp số nhân với kích thước của pin bạn muốn làm.
Chi phí cho mỗi mét vuông tăng theo cấp số nhân với kích thước của pin.
Chi phí cho pin màng mỏng có thể là 20-30 đô la cho một RFID nhỏ, nhưng chi phí sẽ bị cấm ở mức pin điện thoại thông minh. Ở quy mô đó, một sự thay thế ở trạng thái rắn có thể tốn hàng ngàn đô la cho một pin.
Đây rõ ràng là một rào cản đối với các ứng dụng điện tử tiêu dùng chính thống. Nhưng như Tiến sĩ Grande đã chỉ ra, tham khảo các sự kiện hiện tại:
Pin lithium ion như chúng ta biết có chứa chất điện phân dễ cháy. Các chất điện giải này thường được làm từ các chất hữu cơ hoặc hóa chất rất dễ cháy.
Khi chúng tôi xem xét việc thay thế các chất điện phân này bằng một chất rắn, lợi ích trước mắt là chuyển từ chất lỏng dễ cháy sang chất rắn không dễ cháy hoặc ít bắt lửa hơn và do đó an toàn hơn cho người dùng.
Lý do tại sao tất cả mọi người đang sử dụng chất điện phân lỏng là vì chất điện phân rắn chưa được phát triển đầy đủ hoặc vẫn còn quá đắt để sản xuất trên quy mô lớn.
Điều đó nói rằng, rõ ràng rằng pin trạng thái rắn có một tương lai lớn trong ngành điện tử tiêu dùng trước chúng, miễn là chúng ta có thể giảm chi phí sản xuất. Mặc dù đây vẫn là trò chơi của bất kỳ ai, Tiến sĩ Grande nghĩ rằng một công ty như Samsung, đã chịu thiệt hại lớn về danh tiếng an toàn của mình gần đây, có thể là một trong những người đầu tiên công bố pin trạng thái rắn trong điện thoại thông minh, ngay cả khi nó phải trả giá tiền để làm như vậy.
Nơi chúng tôi ở
Như Tiến sĩ Grande nói với tôi, phần lớn các công ty tạo ra tin tức trong thế giới công nghệ pin rắn và thay thế (như Enevate, có pin lithium-ion silicon ra mắt bất kỳ ngày nào), có xu hướng là các công ty khởi nghiệp nhỏ mà cần sự công khai Tuy nhiên, ngay cả Enevate cũng cởi mở về các chi phí liên quan đến các lựa chọn thay thế cho những gì chúng ta hiện có, thừa nhận rằng quy mô hiệu suất với giá cả, vì vậy một pin hiệu suất cao vẫn có chi phí tương đối cao.
Nhưng việc nghiên cứu về chất điện phân ở trạng thái rắn là như thế nào tại các công ty lớn như Samsung và LG, những người sản xuất cả pin và thiết bị điện tử tiêu dùng, khó đánh giá hơn nhiều. Những gì các nhà lãnh đạo thị trường hiện tại trong công nghệ pin di động đã đạt được đằng sau cánh cửa đóng kín có thể rất tiên tiến, nhưng vì lý do cạnh tranh, họ không công khai nó.
Trong vài năm tới, chất điện phân dạng lỏng trong pin lithium ion sẽ là quá khứ.
Tuy nhiên, một nhà nghiên cứu như Tiến sĩ Grande tin chắc rằng trong vài năm tới, chất điện phân dạng lỏng trong pin lithium ion sẽ là một điều của quá khứ: Thị trường pin trạng thái rắn sẵn sàng trở thành một trò chơi thay đổi trong lĩnh vực này . Công ty quản lý để nắm bắt chuỗi giá trị đằng sau pin trạng thái rắn sẽ tạo ra sự chia sẻ lại của những người chơi trên thị trường chính.
Đương nhiên, các công ty pin châu Á rất quan tâm đến việc duy trì sự thống trị của họ nhưng gần đây đã có rất nhiều sự quan tâm và đầu tư ở Hoa Kỳ và Châu Âu. Tùy thuộc vào người định nghĩa công nghệ thống trị và ai quản lý để làm điều đó theo cách cạnh tranh chi phí, các nhà lãnh đạo thị trường hiện tại có thể mất một lượng đáng kể thị phần của họ cho pin trạng thái rắn trong tương lai.
Các nhà lãnh đạo thị trường hiện tại có thể mất một lượng đáng kể thị phần của họ vào pin trạng thái rắn.
Lý do mọi thứ rất khó xác định ngay bây giờ là vì có khoảng tám loại chất điện phân trạng thái rắn khác nhau có thể được sử dụng trong thiết bị điện tử di động. Mỗi công thức điện phân có lợi ích khác nhau, có nghĩa là mỗi loại sẽ ít nhiều được áp dụng cho một thị trường tùy thuộc vào các ưu tiên cụ thể của nó.
Lợi ích của trạng thái rắn
Tăng tính an toàn, kết hợp với tuổi thọ dài hơn và công suất cao hơn tạo nên một doanh số bán hàng khá hấp dẫn.
Vì vậy, những lợi ích chính cho pin trạng thái rắn là gì? An toàn là rất cao trong số đó, với các chất điện phân ở trạng thái rắn không chỉ dễ cháy hơn mà còn ổn định hơn và ít bị biến đổi do nhiệt gây ra vụ nổ pin.
Nhưng chất điện phân ở trạng thái rắn cũng ít phản ứng hơn chất lỏng, vì vậy chúng có thể được dự kiến sẽ tồn tại lâu hơn rất nhiều. Pin ở trạng thái rắn cũng cho phép tăng mật độ năng lượng, tăng gấp hai lần giá trị hiện tại nếu các pin này cũng có cực dương than chì được thay thế bằng anode kim loại lithium. Tăng tính an toàn, kết hợp với tuổi thọ dài hơn và công suất cao hơn tạo nên một doanh số bán hàng khá hấp dẫn.
Nhưng làm thế nào các nhà sản xuất sẽ chọn tung ra pin trạng thái rắn là bất cứ ai đoán được. Các nhà sản xuất có thể chọn giữ kích thước vật lý của pin cùng kích thước như hiện nay, với tuổi thọ pin lớn hơn là lợi ích. Hoặc họ có thể chọn giảm kích thước tổng thể của pin trong khi vẫn duy trì thời lượng pin hiện tại của cả ngày mà chúng tôi quen thuộc.
Điều này có vẻ như là một sự lựa chọn rõ ràng - ai sẽ chọn một chiếc điện thoại được quảng cáo là có thời lượng pin 2-3 ngày? - nhưng hãy nhớ rằng pin trạng thái rắn là đắt tiền để sản xuất.
Có nhiều khả năng nhìn thấy pin trạng thái rắn nhỏ hơn được giới thiệu đầu tiên với tuổi thọ pin tương tự như những gì hiện nay.
Điều này có nghĩa là chúng tôi có khả năng nhìn thấy pin trạng thái rắn nhỏ hơn được giới thiệu đầu tiên với tuổi thọ pin tương tự như những gì chúng tôi đã nhận được từ các chất điện phân dựa trên chất lỏng hiện có. Ít nhất cho đến khi chi phí sản xuất chất điện phân trạng thái rắn có thể được đưa xuống.
Khi nào nó sẽ đến?
Vì vậy, khi nào chúng ta có thể mong đợi để xem pin trạng thái rắn tiếp quản? Theo Tiến sĩ Grande, ngành công nghiệp ô tô là trò chơi cuối cùng. Điều đó có nghĩa là ngành công nghiệp ô tô sẽ phải chờ đợi lâu nhất do các yêu cầu an toàn nghiêm ngặt của nó. Nhưng điều đó có nghĩa là các lĩnh vực khác có thể được dự kiến sẽ thấy pin trạng thái rắn được tung ra sớm hơn nhiều.
Công nghệ này sẽ không thực sự đủ trưởng thành cho thị trường điện thoại di động trong 4-5 năm nữa.
Thị trường máy bay không người lái theo nhiều cách là bước khởi đầu cho thế hệ pin rắn tiếp theo, tiến sĩ Grande nói, và điều này sẽ xảy ra vào đầu năm 2017. Thị trường thứ hai sẽ là thiết bị đeo tay và sau đó là điện tử tiêu dùng lớn hơn như điện thoại thông minh . Nhưng công nghệ này đã thắng được thực sự đủ trưởng thành cho thị trường điện thoại di động trong 4-5 năm nữa.
Ngay cả với khung thời gian nghe có vẻ khá quen thuộc này, các chất điện phân trạng thái rắn trong pin - hoặc một công nghệ pin mới khác - đã quá hạn sử dụng: Ion Lithium ion gần đạt giới hạn kỹ thuật và chất điện phân lỏng là một trong những lý do cho điều đó. Khi các chất điện phân trạng thái rắn được kích hoạt trong thị trường drone và thị trường điện tử tiêu dùng, mọi công ty sẽ thấy những lợi ích bổ sung của việc sử dụng công nghệ này để tạo ra pin tốt hơn.
Từ cuối cùng
Như mọi khi, vấn đề là chi phí và áp dụng hàng loạt. Chi phí đầu tư ban đầu vẫn còn cao và chúng tôi vẫn đang chờ mô hình sản xuất hàng loạt chính thống được xác định. Nhưng một khi một công ty như Samsung quyết định lao vào sản phẩm tiêu dùng, khối lượng sản xuất tăng mạnh sẽ giúp giảm chi phí sản xuất.
Những gì các nhà sản xuất pin lớn đã làm cho đến nay là kiểm soát thiệt hại. Tuy nhiên, không có viên đạn bạc nào về mặt này.
Các nhà sản xuất pin lớn đã làm gì cho đến nay là kiểm soát thiệt hại, tức là thêm chất chống cháy vào chất điện phân dạng lỏng. Tuy nhiên, không có viên đạn bạc nào về mặt này. Các nhà sản xuất pin đã thêm chất phụ gia trong nhiều năm nay, nhưng như bạn có thể thấy từ tin tức, những điều tồi tệ vẫn có thể xảy ra.
Trạng thái rắn có thể là tương lai, nhưng như Tiến sĩ Grande cảnh báo, chúng tôi vẫn không chắc chắn công nghệ nào trong số những công nghệ này sẽ được tung ra thị trường đại chúng. ngang tầm với hiệu suất của chất điện phân lỏng. Nhưng khi công nghệ đạt đến độ chín muồi, có chút nghi ngờ rằng trạng thái rắn sẽ chiếm lĩnh.
Bạn có thích âm thanh của pin trạng thái rắn? Bạn có nghĩ rằng điều này có thể giúp Samsung hình ảnh?
Nếu bạn muốn tham gia hội thảo trực tuyến của Tiến sĩ Lorenzo Grande, về pin trạng thái rắn cho IDTechEx, bấm vào đây. Có nhiều phiên vào ngày 25 tháng 10.
