[Енергийната плътност на литиевите батерии в бъдеще може да достигне 1,5 до 2 пъти по-голяма от сегашната, което означава, че батериите ще станат по-малки.]
[Диапазонът на намаление на цената на литиево-йонните батерии е най-много между 10% и 30%. Трудно е да се намали наполовина цената.]
От смартфони до електрически автомобили, технологията на батериите постепенно навлиза във всеки аспект от живота. И така, в каква посока ще се развива бъдещето на батериите и какви промени ще донесат те на обществото? Имайки предвид тези въпроси, репортер на First Financial интервюира миналия месец Акира Йошино, японски учен, който спечели Нобелова награда за химия за литиево-йонните батерии тази година.
Според Йошино, литиево-йонните батерии ще продължат да доминират в индустрията за батерии през следващите 10 години. Развитието на нови технологии като изкуствения интелект и интернет на нещата ще донесе „немислими“ промени в перспективите за приложение на литиево-йонните батерии.
Невъобразима промяна
Когато Йошино осъзнава термина „преносима“, той осъзнава, че обществото се нуждае от нова батерия. През 1983 г. в Япония се ражда първата в света литиева батерия. Йошино Акира произвежда първия в света прототип на презареждаща се литиево-йонна батерия и ще направи изключителен принос за разработването на литиево-йонни батерии, широко използвани в смартфони и електрически превозни средства в бъдеще.
Миналия месец Акира Йошино заяви в ексклузивно интервю за No. 1 Financial Journalist, че след като е научил, че е спечелил Нобелова награда, „няма истински чувства“. „Пълните интервюта по-късно ме направиха много зает и не можех да бъда твърде щастлив“, каза Акира Йошино. „Но с наближаването на деня на получаване на наградите през декември, реалността на наградите става все по-силна.“
През последните 30 години 27 японски или японски учени са спечелили Нобелова награда за химия, но само двама от тях, включително Акира Йошино, са получавали награди като корпоративни изследователи. „В Япония изследователи от изследователски институти и университети обикновено получават награди, а малко корпоративни изследователи от индустрията са печелили награди.“ каза Акира Йошино пред First Financial Journalist. Той също така подчерта очакванията на индустрията. Той смята, че в компанията има много изследвания на нобелово ниво, но японската индустрия трябва да подобри своето лидерство и ефективност.
Йошино Акира вярва, че развитието на нови технологии като изкуствения интелект и интернет на нещата ще донесе „немислими“ промени в перспективите за приложение на литиево-йонните батерии. Например, развитието на софтуера ще ускори процеса на проектиране на батериите и разработването на нови материали и може да повлияе на употребата на батерията, позволявайки тя да се използва в най-добрата среда.
Йошино Акира също е много загрижен за приноса на своите изследвания за решаване на проблемите с глобалното изменение на климата. Той каза пред First Financial Journalist, че е награден по две причини. Първата е да допринесе за развитието на интелигентно мобилно общество; втората е да осигури важно средство за опазване на глобалната околна среда. „Приносът към опазването на околната среда ще става все по-очевиден в бъдеще. В същото време това е и чудесна бизнес възможност“, каза Акира Йошино пред финансов репортер.
Йошино Акира, като професор, каза на студентите по време на лекция в университета Мейджо, че предвид високите очаквания на обществеността за използването на възобновяема енергия и батерии като противодействие на глобалното затопляне, той ще представи своя собствена информация, включително мисли по екологични проблеми.
Кой ще доминира в индустрията за батерии
Развитието на технологията на батериите даде тласък на енергийна революция. От смартфони до електрически автомобили, технологията на батериите е повсеместна, променяйки всеки аспект от живота на хората. Дали бъдещите батерии ще станат по-мощни и по-евтини ще засегне всеки от нас.
В момента индустрията е поела ангажимент за подобряване на безопасността на батериите, като същевременно увеличава енергийната им плътност. Подобряването на производителността на батериите помага и за справяне с изменението на климата чрез използването на възобновяема енергия.
Според Йошино, литиево-йонните батерии ще продължат да доминират в индустрията за батерии през следващите 10 години, но развитието и възходът на новите технологии също ще продължат да укрепват оценката и перспективите на индустрията. Йошино Акира заяви пред First Business News, че енергийната плътност на литиевите батерии в бъдеще може да достигне 1,5 до 2 пъти по-голяма от сегашната, което означава, че батерията ще стане по-малка. „Това намалява материала и по този начин намалява цената, но няма да има значително намаление на цената на материала.“ Той каза: „Намаляването на цената на литиево-йонните батерии е най-много между 10% и 30%. Искането да се намали наполовина цената е по-трудно.“
Ще се зареждат ли електронните устройства по-бързо в бъдеще? В отговор Акира Йошино заяви, че мобилният телефон се зарежда напълно за 5-10 минути, което е постигнато в лаборатория. Но бързото зареждане изисква силно напрежение, което ще повлияе на живота на батерията. В много ситуации в действителност хората може да не се нуждаят от особено бързо зареждане.
От ранните оловно-киселинни батерии, през никел-метал хидридни батерии, които са основният продукт на японски компании като Toyota, до литиево-йонните батерии, използвани от Tesla Roaster през 2008 г., традиционните течни литиево-йонни батерии доминират на пазара на електрически батерии в продължение на десет години. В бъдеще противоречието между енергийната плътност и изискванията за безопасност и традиционната технология на литиево-йонните батерии ще става все по-очевидно.
В отговор на експериментите и продуктите с твърдотелни батерии от чуждестранни компании, Акира Йошино каза: „Мисля, че твърдотелните батерии представляват бъдеща посока и все още има много място за подобрение. Надявам се скоро да видя нов напредък.“
Той също така каза, че твърдотелните батерии са подобни по технология на литиево-йонните батерии. „Чрез усъвършенстване на технологиите, скоростта на движение на литиево-йонните батерии най-накрая може да достигне около 4 пъти по-висока от сегашната скорост“, каза Акира Йошино пред репортер на First Business News.
Твърдотелните батерии са литиево-йонни батерии, които използват твърдотелни електролити. Тъй като твърдите електролити заместват потенциално експлозивния органичен електролит в традиционните литиево-йонни батерии, това решава двата основни проблема - високата енергийна плътност и високата безопасност. Твърдотелните електролити използват същата енергия. Батерията, която замества електролита, има по-висока енергийна плътност, същевременно има по-голяма мощност и по-дълго време на работа, което е тенденцията за развитие на следващото поколение литиеви батерии.
Но твърдотелните батерии също са изправени пред предизвикателства като намаляване на разходите, подобряване на безопасността на твърдите електролити и поддържане на контакт между електродите и електролитите по време на зареждане и разреждане. В момента много световни гигантски автомобилни компании инвестират сериозно в научноизследователска и развойна дейност за твърдотелни батерии. Например, Toyota разработва твърдотелна батерия, но цената не се разкрива. Изследователските институции прогнозират, че до 2030 г. глобалното търсене на твърдотелни батерии се очаква да достигне 500 GWh.
Професор Уитингам, който сподели Нобеловата награда с Акира Йошино, заяви, че твърдотелните батерии може да са първите, които ще бъдат използвани в малка електроника, като например смартфони. „Защото все още има големи проблеми при прилагането на мащабни системи“, каза професор Уитингам.
Време на публикуване: 16 декември 2019 г.