Wir haben kürzlich darüber gesprochen, wie Samsung an der Entwicklung von Festkörperbatterien für Smartphones arbeiten könnte, da das Unternehmen einige Patente angemeldet und sogar mit der Arbeit an einem Prototyp begonnen hat. Wir wissen jedoch, dass es einige Zeit dauern wird, bis diese Batterien endlich für die breite Masse verfügbar sind. Aber bis das passiert, können wir einen Schritt zurücktreten und uns ansehen, was Festkörperbatterien sind und wie sie sich von Lithium-Polymer- und Lithium-Ionen-Batterien unterscheiden, zwei der gängigsten Batterien auf dem Smartphone-Markt.
Wie unterscheiden sich Festkörperbatterien von Lithium-Ionen-Batterien auf dem Markt?
Die Lithium-Ionen-Batterien, die wir auf dem Markt sehen, bestehen aus Kathode, Anode, Separator und Elektrolyt. Im Vergleich dazu verwendet eine Festkörperbatterie feste Elektrolyte anstelle von Flüssigkeit. Die Forschung hat auch gezeigt, dass Festkörperbatterien in Bezug auf die allgemeine Stabilität und Sicherheit besser sind, da sie nicht Feuer fangen oder anschwellen, was ein häufiges Problem bei vielen auf dem Markt erhältlichen Li-Ionen-Batterien ist. Nachfolgend finden Sie ein Vergleichsdiagramm zwischen Festkörper- und Lithium-Ionen-Batterien, mit freundlicher Genehmigung von Samsung.
Ein weiterer Vorteil von Festkörperbatterien besteht darin, dass diese Batterien eine geringere Leistungsdichte und eine höhere Energiedichte aufweisen. Diese Batterien werden bereits häufig in Elektrofahrzeugen eingesetzt. Wenn sie auch auf Smartphones kommen, werden sie tatsächlich dazu führen, dass die Telefonbatterien kleiner sind, aber eine größere Kapazität haben. Heutzutage ist ein Lithium-Ionen-Akku mit 5.000 mAh deutlich größer als ein Solid-State-Akku bei gleicher Kapazität.
Solid-State-Akkus weisen zudem eine geringere Selbstentladung auf, was theoretisch das Standby-Timing von Smartphones verbessern könnte. Diese Batterien bieten eine unglaubliche Hitzebeständigkeit, was ein schnelleres Aufladen ermöglicht, und wenn man bedenkt, dass es keine Einschränkungen bei der Gestaltung gibt, können diese Batterien mit Leichtigkeit zu wirklich dünnen oder minimalen Optionen gemacht werden. All dies ist der Tatsache zu verdanken, dass Sie keine beteiligten Flüssigkeiten sehen.
Aber was sind die Vorteile von Festkörperbatterien gegenüber Lithium-Ionen-Batterien?
In Anbetracht der Festkörperbatterien und wie Smartphone-Hersteller versucht haben, sie auf den Markt zu bringen, kann man davon ausgehen, dass Sie einige Vorteile daraus ziehen. Vor allem, wenn Sie sie mit Ihren herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien vergleichen, aber das lässt uns fragen, welche Art von Vorteilen es gibt. Schließlich muss diese neue Technologie rentabel genug sein, oder?
Der erste Vorteil, den Sie von Festkörperbatterien haben, ist, dass sie es sind kleiner Und leichter im Gewicht. Diese Batterien sind bereits in gewisser Kapazität verfügbar, aber wenn sie ihren Weg in Smartphones finden, können wir davon ausgehen, dass sie dünner und leichter als gewöhnlich sind.
Ein weiterer Vorteil von Festkörperbatterien besteht darin, dass sie mehr als genug haben können 2,5 mal höhere Energiedichte. Was, wie bereits erwähnt, problemlos Batterien mit höherer Kapazität ermöglicht. Du bekommst auch insgesamt mehr Sicherheit da keine brennbaren Bestandteile vorhanden sind und Sie sich keine Sorgen machen müssen, dass die Batterien Feuer fangen.
Festkörperbatterien sind auch sehr gut für ihre Ladegeschwindigkeit, da eine ideale Batterie aufgeladen werden kann 4 bis 6 Mal schneller als das, was derzeit auf dem Markt erhältlich ist. Der Die Produktion ist auch schneller auf diesen Batterien, dank der Tatsache, dass sie nicht so viele Komponenten verwenden. Nicht zuletzt können Festkörperbatterien niedrigeren und höheren Temperaturen dank viel besser standhalten ausgezeichnete thermische Stabilität.
Auch wenn Festkörperbatterien die Zukunft sind, sind einige eklatante Probleme nicht zu übersehen.
Es stimmt zwar, dass wir Festkörperbatterien in Elektrofahrzeugen sehen und hoffen, sie in Smartphones zu sehen, aber es gibt einige eklatante Probleme, die man nicht übersehen kann. Diese Probleme erscheinen deutlicher, wenn man sie eher durch die Linse der Smartphone-Industrie als durch etwas anderes betrachtet.
Zum Beispiel die Die Produktionskosten dieser Batterien sind höher als das, was Unternehmen für Lithium-Ionen-Batterien bezahlen würden. Daher wäre es eine Herausforderung, sie in größerem Maßstab herzustellen. Sicher, Samsung hat eine eigene Akkusparte, was gut ist. Wenn man bedenkt, wie das Unternehmen aktiv daran arbeitet, die Technologie zu verbessern und sie in den Mainstream zu bringen, könnten wir sehen, dass sie es leichter haben. Aber noch können wir vorerst nicht viel sagen.
Eine andere Sache, die ein Hindernis sein kann, ist die hoher Innenwiderstand kann beim Laden und Entladen des Akkus oft zu einer Hürde werden, da es die Dinge verlangsamen kann. Nicht nur, dass, Elektrodenmaterial sammelt sich im Inneren der Batterie an, was als chemischer Fehler angesehen wird und die allgemeine Gesundheit der Batterie beeinträchtigen kann, hauptsächlich wenn sie im Laufe der Zeit verwendet wird.
Festkörperbatterien, wenn sie aufgeladen werden, dehnt sich die Dicke der Lithium-Metall-Anode aus und beginnt sich zusammenzuziehen, wenn sie entladen wird – dies kann zu einer allgemeinen Verschlechterung der Batterie führen und die Batterie an Ort und Stelle halten könnte schwierig werden.
Es ist unbestreitbar, dass Festkörperbatterien die Zukunft sind. Wenn man bedenkt, wie Samsung zusammen mit anderen Unternehmen die Zukunft auf diese Batterietechnologie setzt, wäre es interessant zu sehen, wohin uns der Weg führt. Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels ist es jedoch schwierig zu sagen, wann diese Batterien für alle Smartphones verfügbar sein werden. Und wenn sie das tun, wie planen Unternehmen, all die negativen und betrieblichen Probleme zu überwinden, die mit diesen Batterien verbunden sind? Wir werden abwarten müssen.
Teilen Sie uns bis dahin Ihre Meinung zu Festkörperbatterien in den Kommentaren unten mit.