Pin của tương lai (gần)…

Cho đến nay, tôi vẫn đang viết về những gì đã có. Công nghệ pin như nó đã từng tồn tại trong quá khứ, những vấn đề mà nó đã phải đối mặt trong quá khứ, những ứng dụng mà nó đã gặp trong quá khứ, v.v. trông giống như trong tương lai.

Để bắt đầu, tôi thấy công nghệ pin sẽ đi về đâu so với vị trí của nó ngày nay? Liệu tập trung vào mật độ năng lượng nhiều hơn như trong thập kỷ qua? Liệu chúng ta có coi cuộc sống và sự an toàn là ưu tiên hàng đầu không? Hay chúng ta sẽ xem xét tính năng sạc nhanh có thể cung cấp cho các phương tiện chạy xăng / diesel hiện tại một khoản tiền của họ khi nói đến trải nghiệm tiếp nhiên liệu? Nếu chúng ta nhìn vào hoạt động R&D của pin đang được thực hiện hiện tại, chúng ta thấy rằng mỗi mục tiêu trong số này đều có những nhà tiên phong làm việc để biến mục tiêu thành hiện thực. Tuy nhiên, tôi tin chắc rằng trong việc theo đuổi cải thiện một khía cạnh của pin, phương pháp mà người ta thực hiện không được thỏa hiệp với các tính năng và chỉ số hiệu suất khác của pin. Quan trọng nhất, những lợi ích này cũng phải đi kèm với lợi ích kinh tế vì kinh tế là động lực lớn nhất cho sự tiến bộ của nhân loại.

Câu chuyện về người mù và con voi hiện lên trong tâm trí. Pin không chỉ là về một khía cạnh mà chúng tôi muốn cải thiện, mà còn có nhiều khía cạnh khác thường đi kèm với sự đánh đổi vốn có. Vì vậy, bất kỳ cách tiếp cận phát triển nào chỉ nghiêng về cải thiện một cách tiếp cận đều có xu hướng làm xấu đi những cách tiếp cận khác, thường đến mức nó trở nên không thực tế đối với ứng dụng. Điều này khiến tôi tin rằng phương pháp mà người ta thực hiện phải là phương pháp tổng thể để cải thiện tổng thể pin của một sản phẩm thay vì bất kỳ khía cạnh cụ thể nào.

Ok, đủ triết lý, Apoorv. Nó có nghĩa là gì trong điều kiện thực tế? Chúng ta sẽ thấy pin ở trạng thái rắn? Hay nó sẽ là pin Li-S? Không khí kim loại? Ion natri? Siêu tụ điện? Hay chúng ta sẽ bị mắc kẹt với LIB? Nhưng Li-mining rất có hại cho môi trường. Còn coban và niken thì sao? LIB tiếp tục bắt lửa mọi lúc! Làm thế nào chúng ta có thể gọi nó là xanh và thân thiện với môi trường?

Chúng tôi thấy những câu hỏi như vậy được đặt ra thường xuyên, thậm chí còn nhiều hơn nữa khi hiện nay người ta đang tập trung vào EV và công nghệ pin. Nếu tôi nhìn vào công nghệ, những cải tiến hơn nữa về mật độ năng lượng không mang lại lợi ích lớn cho các ứng dụng di động thông thường (điều mà tôi đã đề cập trước đây ). Tuy nhiên, mật độ năng lượng nâng cao sẽ cho phép các ứng dụng mới như VTOL và máy bay điện. Nhu cầu của giờ là cải thiện hiệu suất sạc nhanh của pin để di chuyển trên mặt đấtứng dụng vì mọi người đã quá quen với trải nghiệm tiếp nhiên liệu nhanh chóng. Tuy nhiên, về mặt này, tôi vẫn tin rằng siêu tụ điện không có bất kỳ không gian nào như các hệ thống độc lập cho các ứng dụng di động do mật độ năng lượng rất thấp của chúng, mặc dù chúng có thể phục vụ một số mục đích như các hệ thống bổ sung. Pin ion natri đi kèm với những thách thức cố hữu đối với mật độ năng lượng. Hệ thống không khí kim loại mang lại mật độ năng lượng tiềm năng, nhưng có những thách thức cơ bản về kỹ thuật hạn chế việc sử dụng chúng trong các ứng dụng di động và sẽ mất một thời gian để giải quyết (có những trường hợp sử dụng trong lưu trữ tĩnh mặc dù trong tương lai gần, tương tự với các hệ thống natri-ion). Cải thiện mật độ năng lượng trong LIB đã có hai hướng:

1. Thay thế than chì bằng các cực dương hợp kim như Silicon
2. Loại bỏ than chì thông qua pin kim loại lithium & chất điện phân trạng thái rắn

Đúng. Rất nhiều chi tiết kỹ thuật. Nhưng, nó có ý nghĩa gì đối với các ứng dụng?

Đối với những người mới bắt đầu, chúng ta có thể thấy LFP trở thành lựa chọn chính cho các ứng dụng di động. Kinh tế và an ninh chuỗi cung ứng đã buộc phải trường hợp này, nhưng mật độ năng lượng đang kìm hãm nó. Một tế bào LFP được thiết kế lại có thể phá vỡ chuỗi cuối cùng buộc nó xuống. Ngoài ra, chúng ta thậm chí có thể thấy LTO tạo ra một trường hợp có ý nghĩa với mật độ năng lượng hợp lý cũng như tính kinh tế! Hai tùy chọn này có tiềm năng cho phép áp dụng EV quy mô lớn mà không cần bất kỳ cải tiến hóa học nào. Khi điện năng dày đặc và an toàn 300+ Wh / kg tế bào bắt đầu trở thành hiện thực (tôi tin rằng trước cuối thập kỷ này), chúng ta sẽ thấy sự gia tăng trong các ứng dụng trên không như VTOL và máy bay điện khoảng cách ngắn. Máy bay chạy điện đường dài hơn sẽ cần mật độ năng lượng cao hơn (400–800Wh / kg) và chúng ta có thể phải đợi một thời gian trước khi thấy những ứng dụng đó trở nên phổ biến. Hiện tại, tôi nhìn thấy một tương lai rất tươi sáng cho xe điện và công nghệ pin trong 4–5 năm tới!