۲۷ بهمن ۱۴۰۰

باطری حالت جامد چیست؟(بررسی کامل)

باتری حالت جامد و نقش آن در آینده صنعت خودرو

باتری‌های حالت جامد به عنوان یک فناوری‌ جدید که پیش از این در دستگاه‌های کوچک همچون دستگاه ضربان‌ساز قلب استفاده می‌شد، امروزه با پیشرفت تکنولوژی این باتری‌ها جایگزین باتری‌های لیتیوم یون شدند و به زودی صنعت خودروسازی و سایر صنایع را متحول خواهند کرد. این نوع باتری‌ها دارای طول عمر بالا، امنیت بیشتر و سایز کوچکتر نسبت به باتری‌های حالت مایع هستند اما قیمت تهیه آنها نیز گران‌تر تمام می‌شود. شما می‌توانید از طریق فروشگاه لوازم یدکی نظری با خیالی آسوده قطعه مورد نظر خود را به صورت حضوری و غیرحضوری سفارش دهید. در این مقاله قصد داریم شما را با انواع باتری حالت جامد به ‌عنوان یکی از جدیدترین فناوری‌های ساخت باتری آشنا کنیم و ویژگی‌های فنی، معایب و مزایا و سایر موارد آن را مورد بررسی قرار دهیم.

باتری‌ حالت جامد چیست؟

باتری حالت جامد (Solid State) جزو انواع باتری‌هایی هستند که به جای الکترولیت مایع، در آن‌ها از یک نوع الکترولیت جامد به شکل شیشه، سرامیک و پلیمرهای جامد استفاده می‌شود. البته از نظر ساختاری همچون الکترودهای مثبت و منفی(آندی و کاتدی)، نحوه انتقال الکترون‌ها و یون‌های باردار و غیره تفاوت چندانی با انواع باتری‌های لیتیومی کنونی ندارند.

نمونه‌هایی از باتری‌های حالت جامد موجود در بازار در ابعاد مختلف

تاریخچه باتری‌ حالت جامد

ایده اولیه استفاده از باتری‌ حالت جامد به جای باتری حالت مایع، سال ۱۸۳۱ توسط مایکل فارادی مطرح شد و طی این سال‌ها پیشرفت‌هایی در این زمینه انجام شد و در نهایت، سال ۲۰۱۷ نخستین باتری‌ جامد توسط جان گودنو، مخترع باتری‌های لیتیوم یون رونمایی شد. براساس ادعا و پیش‌بینی برخی از خودروسازان جهان، فناوری باتری‌های حالت جامد برای تولید با کیفیت خودرو در سال ۲۰۲۳ تکمیل خواهد شد.

باطری حالت جامد چیست؟

معرفی ۸ نوع باتری حالت جامد

باتری‌ حالت جامد از یک فناوری نوظهور پیروی می‌کند و هنوز بین ۸ نوع باتری که در بازار عرضه شده‌اند، یک مورد آن‌ها نیز بدون نقص نبوده‌اند و البته هر‌کدام مز‌ایا و معایب خود را دارند. در این زمینه، محققان همچنان دنبال یافتن بهترین نوع الکترولیت حالت جامد هستند تا به‌صورت کاربردی در محصولات مختلف استفاده شوند. اما در این میان، سلول‌هایLipon و گارنت مبتنی بر سولفید به‌عنوان محتمل‌ترین گزینه‌ها مطرح هستند. دسته‌بندی باتری‌های‌ حالت جامد شامل موارد زیر است:

لیتیوم هالید
پروسکایت
لیتیوم هیدرید
NASICON
گارنت
آرگیرودایت
LIPON
LISICON

در صورت نیاز شما از طریق فروشگاه لوازم یدکی نظری می‌توانید بدون واسطه قطعات موتوری و بدنه انواع خودرو را خریداری کنید.

باتری‌های حالت جامد دارای عمر مفید و ظرفیت بالایی هستند

مزایای باتری‌های حالت جامد

باتری‌های حالت جامد نسبت به باتری‌های لیتیوم یون دارای ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی هستند که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

عمر مفید باتری‌های حالت جامد، ۱۰ سال است که این میزان در قیاس با حالت مایع، قابل اعتناست.
باتری حالت جامد از ظرفیت ذخیره انرژی بالایی برخوردار است.
زمان شارژ این نوع باتری‌ها سریع‌تر و کوتاه‌تر از باتری‌های لیتیوم یونی است و تناسب کارآیی بالاتری دارند.
به‌دلیل عدم استفاده از مواد اشتعال‌پذیر و سمی، امنیت بالاتری دارند.
کنترل گرما در باتری‌های جامد راحت‌تر است و سیستم خنک‌کننده ارزان‌تری نیاز دارند.
میزان چگالی انرژی یا مقدار انرژی قابل ذخیره در سلول‌های باتری جامد، دو برابر قابلیت ذخیره انرژی نسبت به باتری‌های معمولی دارند.
امنیت، یکی از مهم‌ترین نقاط قوت باتری‌های حالت جامد است.

معایب باتری‌های حالت جامد

باتری‌های حالت جامد به‌عنوان تکنولوژی نوظهور، هزینه و قیمت تولید بسیار بالا و گرانی دارند.
باتری حالت جامد خطوط تولید انبوه ندارد و تولید گسترده آن‌ها بسیار هزینه‌بر و گران است.
بهترین ترکیب شیمیایی و اتمی صحیح الکترولیت جامد این باتری‌ها همچنان ناشناخته است.
چگالی انرژی بالا مانع اصلی تجاری شدن این نوع باتری‌ها است.

میزان شارژدهی باتری حالت جامد دو برابر دیگر انواع باتری‌ها

باتری‌ حالت جامد در کدام صنایع کاربرد دارد؟

باتری حالت جامد در حال حاضر در دستگاه‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سال‌های اخیر غول‌های خودروسازی کوشیده‌اند که باتری‌های حالت جامد را جانشین نمونه‌های لیتیوم یونی کنند تا عملکرد فنی خودروها را بهبود ببخشند. از‌این‌رو، معتبرترین تولیدکنندگان باتری جهان، قصد تجاری‌سازی باتری‌های حالت جامد را در آینده نزدیک دارند تا به‌عنوان نسل آینده باتری‌های خودرو‌های برقی و الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. در این بین، شرکت‌های خودروسازی همچون نیسان، هوندا و تویوتا نیز در زمینه توسعه این نوع باتری‌های جامد تلاش دارند تا بتوانند یک خودرو تمام الکتریکی عرضه کنند.

استفاده از باتری حالت جامد در خودروهای الکترونیکی

نقش باتری حالت جامد در آینده صنعت خودرو

باتری به‌عنوان منبع تأمین‌کننده انرژی، یکی از مهم‌ترین تکنولوژی‌ها و فناوری‌های امروزی است که در وسایل مختلف نقش کاربردی دارد. اما در این بین باتری حالت جامد با انرژی و ایمنی بیشتر نقش بسزایی در نسل آینده باتری خودروهای الکترونیکی و هیبریدی ایفا خواهد کرد. طبق ادعای خودروسازان، این نوع باتری‎ها در صنعت خودروسازی تحولی اساسی ایجاد خواهند کرد. البته این ادعا از‌آن‌روست که این نوع باتری‌ها با توجه به توانایی‌هایی همچون اشغال حجم کمتری از خودرو، تأثیر بر بهبود عملکرد خودروهای برقی و امنیت بالا نسبت به باتری‌های لیتیوم یون، می‌توانند آینده صنعت خودرو را تغییر ‌دهند. کمپانی تویوتا قصد دارد تا قبل از سال ۲۰۳۰، نخستین خودرویی را که از باتری حالت جامد استفاده می‌کند، تولید و روانه بازار کند.

باتری حالت جامد چیست؟

جمع‌بندی

طبق آنچه در مطالب بالا گفته شد، باتری حالت جامد به‌زودی جایگزین باتری حالت مایع خواهد شد و صنعت خودروسازی جهان را متحول خواهد ساخت. اما در این مسیر چالش‌هایی وجود دارد که باید نسبت به رفع آن‌ها تلاش شود.

شما همیشه می‌توانید از طریق لوازم یدکی نظری به‌عنوان یکی از معتبرترین مراکز عرضه‌ و فروش انواع قطعات خودرو، با اطمینان قطعه و لوازم جانبی مورد نیاز خود اعم از باتری خودرو را خریداری کنید.

سوالات متداول

باتری حالت جامد چه باتری است؟

باتری‌ حالت جامد گونه‌ای از نسل آینده باتری‌هاست که در فرآیند تولید انرژی الکتریکی‌شان، برخلاف باتری‌های امرزوی از الکترولیت مایع استفاده نمی‌شود. باتری های حالت جامد نسبت به دیگر باتری‌های موجود در بازار، امنیت بالاتر، عملکرد بهتر و شارژدهی بیشتری دارند.

باتری حالت جامد چه ویژگی هایی دارند؟

باتری‌های حالت جامد، ویژگی و قابلیت‌های منحصر‌به‌فردی دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به عمر طولانی‌، اندازه کوچک‌تر و قدرت ذخیره انرژی بیشتر نسبت به دیگر باتری‌ها اشاره کرد.

چرا استفاده از باتری‌های حالت جامد برای خودروها اهمیت دارد؟

باتری‌های حالت جامد علاوه بر قابلیت شارژ سریع، اشتعال‌نا‌پذیر هستند و گرما و حرارتی تولید نمی‌کنند. به همین خاطر، استفاده از آن‌ها در خوردوهای برقی اهمیت دارد.

مهم‌ترین مزیت باتری حالت جامد نسبت به باتری حالت مایع چیست؟

باتری‌های حالت جامد نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی، عمر و ظرفیت بیشتر و زمان شارژ کوتاه‌تر دارند و به‌دلیل آتش‌زا نبودن، امنیت بالاتری دارند.

چرا کاربرد باتری حالت جامد نسبت به دیگر باتری‌ها محدود است؟

فناوری این نوع باتری‌ها در حال پیشرفت و توسعه است و چون تجاری‌سازی و تولید انبوه این نوع باتری‌ها هزینه‌بر است، در صنایع کمتری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بیشتر بدانید :