Sisältö
Kalli välttämättömyys
Mutta solid-state-elektrolyyttien valmistus on kallista. Kuten IDTechEx: n teknologia-analyytikko Dr. Lorenzo Grande, joka esittelee solid-state akkutekniikan verkkoseminaarin 25. lokakuuta (yksityiskohdat täällä, jos haluat kuunnella), kertoi minulle, ”neliöhinta nousee eksponentiaalisesti akun koko, jonka haluat tehdä. ”
Hinta neliömetriltä nousee eksponentiaalisesti akun koon kanssa.
Ohutkalvoakun kustannukset saattavat olla 20–30 dollaria pienestä RFID: stä, mutta kustannukset olisivat kohtuuttomat älypuhelimen akun varaustasolla. Tässä mittakaavassa solid-state-vaihtoehto voisi maksaa tuhansia dollareita yhdestä akusta.
Tämä on selvästi este yleisen kulutuselektroniikan sovelluksille. Mutta kuten tohtori Grande huomautti, viitaten ajankohtaisiin tapahtumiin:
Litiumioniakut, kuten tiedämme, sisältävät palavia elektrolyyttejä. Nämä elektrolyytit on tyypillisesti valmistettu orgaanisista aineista tai kemikaaleista, jotka ovat helposti syttyviä.
Kun harkitsemme näiden elektrolyyttien korvaamista kiinteällä vastineella, välitön hyöty on siirtyminen palavasta nesteestä sellaiseen kiinteään aineeseen, joka joko ei ole syttyvää tai on paljon vähemmän syttyvää ja siten turvallisempaa käyttäjälle.
Syy siihen, miksi kaikki käyttävät nestemäisiä elektrolyyttejä, on se, että kiinteitä elektrolyyttejä ei joko ole vielä täysin kehitetty tai ne ovat edelleen liian kalliita suurten mittojen valmistamiseksi.
Tästä huolimatta on selvää, että solid-state-paristoilla on edessään suuri tulevaisuus kulutuselektroniikassa, niin kauan kuin pystymme alentamaan valmistuskustannuksia. Vaikka se on silti paljon kenenkään peli, tohtori Grande arvioi, että Samsungin kaltainen yritys, joka on viime aikoina kärsinyt valtavaa vahinkoa turvallisuusmaineelleen, saattaa olla ensimmäisten joukossa, joka ilmoitti älypuhelimen solid-state-akun, vaikka se maksaa heille rahaa siihen.
Missä olemme
Kuten tohtori Grande kertoi, suurin osa yrityksistä, jotka tekevät uutisia kiinteiden olosuhteiden ja vaihtoehtoisten akkujen tekniikan maailmassa (kuten Enevate, jolla on piipitoinen litium-ioni-akku, jonka on tarkoitus olla päivittäin jo tänään), ovat yleensä pieniä startup-yrityksiä, jotka tarvitsevat julkisuutta. Ja vaikka Enevate onkin avoin kustannuksista, jotka aiheutuvat vaihtoehtoisista vaihtoehdoista nykyiselle, tunnustaa, että suorituskyky asteikolla on hinta, joten korkean suorituskyvyn akulla on edelleen suhteellisen korkeat kustannukset.
Mutta kuinka paljon edistyneitä solid-state-elektrolyyttitutkimuksia on suurissa yrityksissä, kuten Samsungissa ja LG: ssä, jotka tuottavat sekä akkuja että kulutuselektroniikkaa, on paljon vaikeampaa arvioida. Se, mitä nykyiset matkapuhelinteknologian markkinajohtajat ovat saavuttaneet suljettujen ovien takana, voi olla hyvin edistynyttä, mutta kilpailutussyistä he eivät julkista sitä.
Seuraavien vuosien aikana nestepohjaiset elektrolyytit litiumioniakuissa ovat menneisyyteen.
Siitä huolimatta, tutkija, kuten tohtori Grande, uskoo vakaasti, että seuraavien vuosien aikana nestepohjaiset elektrolyytit litium-ioni-akkuissa ovat menneisyyteen: “Kiintoaineakkujen markkinat ovat valmiita pelinvaihtajiksi kentällä . Yritys, joka onnistuu vangitsemaan arvoketjun puolijohdeakkujen takana, saa aikaan tärkeimpien markkinatoimijoiden uudelleenjärjestelyn. ”
Luonnollisesti Aasian akkuyhtiöillä on vahva intressi hallitsevan asemansa säilyttämiseen, mutta Yhdysvalloissa ja Euroopassa on viime aikoina ollut paljon kiinnostusta ja investointeja. Riippuen siitä, kuka määrittelee hallitsevan tekniikan ja kuka onnistuu tekemään sen kustannuskilpailukykyisellä tavalla, nykyiset markkinajohtajat saattavat menettää tulevaisuudessa merkittävän osan markkinaosuudestaan puolijohdeakkuihin.
Nykyiset markkinajohtajat saattavat menettää merkittävän osan markkinaosuudestaan puolijohdeakkuihin.
Syynä siihen, että asiat ovat tällä hetkellä niin huonosti määritellyt, johtuu siitä, että on olemassa noin kahdeksan erilaista kiinteän olomuodon elektrolyyttiluokkaa, joita voidaan käyttää liikkuvassa elektroniikassa. Jokaisella elektrolyyttiformulaatiolla on erilaiset edut, mikä tarkoittaa, että kutakin tyyppiä käytetään enemmän tai vähemmän markkinoilla sen erityisten prioriteettien mukaan.
Kiinteän tilan edut
Lisääntynyt turvallisuus yhdistettynä pidempään käyttöikään ja suurempaan kapasiteettiin tekevät melko pakottavasta myyntipisteestä.
Joten mitkä ovat puolijohdeakkujen tärkeimmät edut? Turvallisuus on heidän keskuudessaan korkeaa: puolijohde elektrolyytit ovat paitsi vähemmän syttyviä, mutta myös vakaampia ja vähemmän alttiita lämpöherkkyydelle, joka johtaa akkujen räjähdyksiin.
Mutta solid-state-elektrolyytit ovat myös vähemmän reaktiivisia kuin nestemäiset, joten niiden voidaan odottaa kestävän paljon kauemmin. Puolijohdeakut mahdollistavat myös lisääntyneet energiatiheydet, "jopa kaksi kertaa nykyiset arvot, jos myös näissä akkuissa grafiittianodi on korvattu litiummetallianodilla". Lisääntynyt turvallisuus yhdistettynä pidempään käyttöikään ja suurempaan kapasiteettiin tekevät melko pakottavasta myyntipisteestä.
Kuinka valmistajat päättävät ottaa käyttöön puolijohdeakut, on kukaan arvata. Valmistajat voivat pitää akun fyysisen koon saman koon kuin nykyään, ja akun käyttöikä on pidempi hyöty. Tai he voivat halutessaan pienentää akun kokoa säilyttäen olemassa olevan "koko päivän" akun käyttöiän, johon olemme tottuneet.
Tämä voi tuntua itsestään selvältä valinnalta - kuka ei valitse puhelinta, jonka markkinoinnin akku kestää 2–3 päivää? - Muista kuitenkin, että puolijohdeakkujen valmistus on kallista.
Todennäköisemmin näimme pienemmät solid-state-paristot, joiden ensimmäinen käyttöikä oli samanlainen kuin nyt.
Tämä tarkoittaa, että todennäköisemmin näemme pienemmät solid-state-akut, jotka toimitetaan ensin ja joiden akunkesto on samanlainen kuin mitä saamme olemassa olevista nestepohjaisista elektrolyytteistä. Ainakin siihen asti, kunnes kiinteiden olosuhteiden elektrolyyttien valmistuskustannukset voidaan alentaa.
Milloin se saapuu?
Joten milloin voimme odottaa näkevänsä solid-state-paristojen haltuunoton? Tohtori Granden mukaan autoteollisuus on lopullinen loppupeli. Tämä tarkoittaa, että autoteollisuuden on odotettava pisin tiukat turvallisuusvaatimuksensa vuoksi. Mutta se tarkoittaa, että muiden kenttien voidaan odottaa näkevän puolijohdeakut rullattuina paljon aikaisemmin.
Tämä tekniikka ei todellakaan ole tarpeeksi kypsä matkapuhelinmarkkinoille vielä 4-5 vuodeksi.
”Droonimarkkinat ovat monin tavoin ensimmäinen askel seuraavan sukupolven solid-state akkuille”, tohtori Grande sanoo, “ja tämä tapahtuu jo vuonna 2017. Toiset markkinat olisivat puettavat ja sitten suurempi kulutuselektroniikka, kuten älypuhelimet. . Mutta tämä tekniikka ei todellakaan ole tarpeeksi kypsä matkapuhelinmarkkinoille vielä 4–5 vuoden ajan. ”
Jopa tämän melko tutun aikataulun mukaan paristojen solid-state-elektrolyytit - tai muu uusi akkutekniikka - ovat jo pitkään myöhässä: ”Litium-ioni on lähellä teknisiä rajoituksiaan ja nestemäinen elektrolyytti on yksi syy siihen. Kun solid-state-elektrolyytit on otettu käyttöön drone- ja kulutuselektroniikkamarkkinoilla, jokainen yritys näkee lisäetuja tämän tekniikan käytöstä parempien paristojen valmistukseen.
Lopullinen sana
Kuten aina, ongelmana on kustannukset ja joukkohyväksyntä. Alkuperäiset investointikustannukset ovat edelleen korkeat, ja odotamme edelleen valtavirran massatuotantomallin määrittelemistä. Mutta kun Samsungin kaltainen yritys päättää menestyä kulutustavaroissa, tuotantomäärien massiivinen kasvu auttaa vähentämään valmistuskustannuksia.
Suurimmat akkujen valmistajat ovat tähän mennessä tehneet vahinkojen hallintaa. Tässä suhteessa ei kuitenkaan ole hopeamuotoa.
”Suurimmat akkujen valmistajat ovat tähän mennessä tehneet vaurioiden hallintaa, ts. Lisätä palonestoainetta nestepohjaiseen elektrolyyttiin. Tässä suhteessa ei kuitenkaan ole hopeamuotoa. Akkujen valmistajat ovat lisänneet lisäaineita jo vuosia, mutta kuten uutisista voi nähdä, huonoja asioita voi silti tapahtua. ”
Kiinteätila voi olla tulevaisuus, mutta kuten tohtori Grande varoittaa, ”emme vieläkään ole varmoja siitä, mikä näistä tekniikoista tuo sen massamarkkinoille.” On myös myönnettävä, että ”mitä tällä hetkellä on olemassa, ei ole samalla tasolla kuin nestemäisten elektrolyyttien suorituskyky ". Mutta kun tekniikka saavuttaa kypsyyden, ei ole epäilystäkään siitä, että solid-state ottaa haltuunsa.
Pidätkö puolijohdeakkujen äänistä? Luuletko tämän voivan auttaa Samsungin imagoa?
Jos haluat liittyä tohtori Lorenzo Granden web-seminaariin IDTechEx-puolijohdeakkuista, napsauta tätä. 25. lokakuuta on useita istuntoja.
