חוקרים במכון סמסונג לטכנולוגיה מתקדמת (SAIT), בשיתוף עם מרכז המחקר והפיתוח של סמסונג ביפן, מצאו את דרכם לסוללת מצב מוצק בת-קיימא. סוללות מוצק אלו יכולות להחליף סוללות ליתיום-יון קונבנציונליות בעתיד הנראה לעין.
עם זאת, מומחים מאמינים שזה לא יהיה תהליך מהיר ושזה ייקח זמן, אולי עד סוף 2024. סוללות מצב מוצק תמיד היו בראשן של חברות גדולות רבות בשל היתרונות שלהן על פני סוללות ליתיום-יון. . חברות רבות כבר עובדות על זה. עם זאת, זו עדיין משימה לא שלמה לייצר ולשווק את הסוללות הללו.
סוללת סמסונג מוצק
סמסונג, לעומת זאת, אפשרה זאת באמצעות מחקר מקיף והנדסה מבריקה. חוקרי סמסונג השתמשו בשכבה דקה מאוד (5 מיקרומטר) של פחמן כסוף על האנודה של סוללות, מה שמנע היווצרות דנדריטים.
בשילוב עם טכנולוגיות אחרות, לתא הסוללה הזה יש בערך פי שניים צפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום-יון וטווח של עד 800 ק"מ. כמו כן, ניתן לטעון אותו כ-1000 פעמים. עם זה, זה יכול לספק בסביבות 800,000 מיילים בסך הכל לכלי רכב חשמליים.
בהתחשב בעובדה שיש לה צפיפות אנרגיה גבוהה יותר מאשר סוללת הליתיום-יון, הן יהיו סוללות קומפקטיות. בכך ייווצר מקום נוסף בכלי רכב חשמליים שיוכל לשמש למטרות שונות.
מה שסמסונג השיגה הוא כמו קצה הקרחון, בהתחשב בפוטנציאל של סוללות מוצק. על פי מומחים, יכול לחולל מהפכה בעתיד הסוללות, הן עבור מכוניות חשמליות והן לטלפונים ניידים.
מדוע סוללות מצב מוצק יכולות להיות מהפכניות
- בניגוד לסוללות ליתיום-יון שמובילות להיווצרות דנדריטים בטעינה מהירה, שעלולה להוביל בסופו של דבר לשריפה, סוללות מוצק אינן יוצרות דנדריטים. דנדריטים נוצרים בדרך כלל עקב האלקטרוליט הנוזלי; עם זאת, לסוללות במצב מוצק יש אלקטרוליטים מוצקים.
- לדברי ג'ון B Goodenough, שעובד כעת על סוללות מצב מוצק וגם האיש מאחורי ההצלחה של סוללות ליתיום-יון, הוא אמר שלסוללות מצב מוצק יש פי 2.2 עד 5 צפיפות האנרגיה של סוללות קונבנציונליות.
- זה יכול לקבל עד 1200 מחזורי טעינה עם השפלה נמוכה של תאים. שלא כמו סוללות מצב מוצק, סוללות ליתיום יון יסבלו מאותה השפלה ב-500 טעינות בלבד.
- סוללות במצב מוצק יכולות לעבוד בטווחי טמפרטורה שבין -20 מעלות צלזיוס ל-60 מעלות צלזיוס
- בקיצור, מדובר בצפיפות אנרגיה גבוהה יותר, סוללות עמידות יותר ובטוחות יותר בהשוואה לתאי ליתיום יון.
יתר על כן, לדברי מר Goodenough, אלה יכולים להיות עשויים מחומרים ידידותיים לאדמה שיכולים להוזיל את עלות הסוללות. עם זאת, כיום חברות מוציאות סכום לא מבוטל של כסף כדי לפתח סוללות אלו. עד עכשיו רק סמסונג הצליחה לבנות סוללה בת קיימא, שמצד שני תהיה יקרה.
עם זאת, עם הטכנולוגיה והמחקר המתקיימים כיום, סוללת מצב מוצק במחיר סביר, לא רחוקה באופק.