New-Tech Magazine | April 2020

- מעליםהילוך לטכנולוגיית 2020 יוםהסוללה סוללותמוצקות

Philippe Vereecken, IMEC

ב

imec / KU שוחחנו עם פרופסור פיליפ וריקן ( ) שהסביר מהי חשיבותן Leuven / EnergyVille של הטכנולוגיות החדשות האלו. רכב חשמלי עם טווח נסיעה גדול מזה של רכב עם מנוע בעירה פנימית העניין ברכב חשמלי הולך וגדל ככל שגדל טווח הנסיעה החשמלי. עם זאת, כדי שמהפכת הרכב החשמלי תושלם, על טווח הנסיעה החשמלי להיות לכל הפחות שווה לזה של רכב עם מנוע בעירה פנימית. המפתח לשיפור טווח הנסיעה החשמלי טמון בארכיטקטורת הסוללה, ובפרט במעבר לתא חשמלי (מוכר גם בשם תא אלקטרוכימי) מוצק. ) הטובות ביותר LiB סוללות הליתיום־יון ( שיש לנו כיום מורכבות מתאים חשמליים שבהם תמיסת אלקטרוליט, ולהן צפיפות ואט־שעה לליטר 700־ אנרגיה של מעט יותר מ ) שמאפשרת טווח נסיעה חשמלי Wh / l ( ק"מ לערך. החדשות 500 מקסימלי של הרעות הן שבשל המאפיינים הכימיים של החומרים שמהן מורכבות סוללות רטובות (סוללות שבהן תמיסת אלקטרוליט), אנחנו

מתקרבים במהירות למיצוי הפוטנציאל שלהן והמשך הגדלת צפיפות האנרגיה צפוי להיעצר ואט־שעה לליטר. 800 בסביבות לעומתן, סוללות מוצקות – המשתמשות באלקטרוליט מוצק במקום בתמיסת אלקטרוליט – יכולות להגיע באופן תיאורטי לצפיפות אנרגיה גדולה יותר ואיתה גם את טווח הנסיעה החשמלי, ומכאן חשיבות פיתוחן. המטרה: תאים חשמליים עם 1,000 צפיפות אנרגיה של ואט־שעה לליטר כיום, טווח הנסיעה המרבי של רכב חשמלי נקבע לפי קיבולת האנרגיה של התאים החשמליים שמהם מורכבת סוללת הליתיום־ יון שלו. התאים החשמליים מחוברים בטור ובמקביל כדי לספק את הזרם והמתח הגבוהים הנחוצים להנעת המנוע החשמלי. באופן מעשי, כדי להגיע לטווח נסיעה חשמלי ק"מ, יש צורך בתאים חשמליים עם 700 של ואט־שעה לליטר 1,000 צפיפות אנרגיה של ואט־שעה לק"ג). 500 (או אנרגיה ספציפית של מכיוון שצפיפות האנרגיה של תאי הליתיום־ ואט־שעה 700 " יון שיש לנו כיום היא "רק ואט־שעה 230 לליטר (או אנרגיה ספציפית של

בפברואר בכל שנה מציין העולם 18־ את יום הסוללה, כדי לחגוג את

תרומתה של הסוללה החשמלית לחיינו ובהוקרה לממציאה האיטלקי – אלסנדרו סוללות 2020 ). בשנת 1827–1745( וולטה נטענות כבר מניעות כלי רכב חשמליים והן מנוע הצמיחה של שוק הרכב החשמלי. מגמת המעבר לרכב חשמלי ופיתוחן של סוללות מוצקות (סוללות ללא רכיבים נדיפים ועם אלקטרוליט מוצק) קשורים זה בזה. סוללות מוצקות יאפשרו להגדיל את טווח הנסיעה החשמלי (המרחק שיכול לעבור רכב חשמלי בין טעינה לטעינה) לטווח נסיעה דומה לזה של רכב עם מנוע בעירה פנימית, ולבסוף אפילו להגדילו עוד יותר. אב טיפוס של רכב כזה יוצג בהמשך השנה ומכוניות כאלו בייצור .2025 מסחרי צפויות להגיע לשוק בשנת אלקטרוליטמוצקמאפשרלהשתמשבחומרים פעילים חדשים (כגון אנודה מליתיום בצורתו המתכתית) ובארכיטקטורות תא חדשות (כמו מבנה דו־קוטבי) להגדלת צפיפות האנרגיה של התא ו/או הסוללה. במקביל, פיתוחים כגון תאי סוללה "חכמים" המצוידים בחיישנים ישפרו גם הם את כמות האנרגיה הנצילה של הסוללה.

New-Tech Magazine l 48