Vent ikke på, at solid-state batterier køber en elbil

Fremtiden for batterier lyder helt fantastisk. Der vil være mere kapacitet (hvilket betyder mere rækkevidde) på den samme mængde plads og en genopladningstid på omkring fem minutter.

Din lokale Chevron-station ville blive en ChEVron (se hvad jeg gjorde der) opladningssted. Elbiler (EV'er) ville være lettere, billigere og være tilbage på vejen lige så hurtigt som en benzindrevet bil. Kilden til al denne magi er solid-state batterier, og de kommer til at ændre verden. Bortset fra, hold ikke vejret mens du venter på en i en bil lige om lidt.

Hvert par måneder informerer en virksomhed, nogle gange en stor bilproducent, verden om, at solid-state batterier er lige rundt om hjørnet. Det føles som om, vi altid er omkring fem år fra et betydeligt gennembrud. I en massiv meddelelse vil alt, hvad vi ved om elbiler ændre sig fra den ene dag til den anden, og den elbil kommer ind din indkørsel vil være den firehjulede ækvivalent til den bærbare cd-afspiller, overtaget af iPod'en fra biler.

Fremtiden er... Senere

To sådanne nyheder har rundet de seneste to år. Toyota meddelte, at den vil have en solid-state prototype køretøj på vejen i 2025, mens Samsung løftede sløret for et batteri med 500 miles rækkevidde.

Fangsten ved det Samsungs gennembrud er, at den kun kan genoplades 1.000 gange. Det betyder, at det vil vare måske tre år for en daglig chauffør. Ingen vil have en bil, der holder tre år, før den skal udskiftes den dyreste komponent.

Det er bestemt ikke klar til den brede offentlighed, men at 1.000 opladninger er fremragende nyheder til forskning i solid-state batterier. Det største problem med disse batterier er, at selvom de er hurtige at genoplade og er utrolig tætte, holder de ikke ret længe.

Det drejer sig om lithiummetalanoder i batterierne. Under opladnings- og afladningscyklusser vokser de små små krystaller kaldet dendritter der graver små huller i elektrolytten og som forårsager kortslutninger, som dræber batteriet.

Lige nu forsøger hvert eneste firma derude at finde ud af, hvordan man laver et solid state-batteri har alle de fremragende fordele ved teknologien, uden at de små krystaller makulerer elektrolyt. Forskningen er i gang, og selvom vi måske ser en solid-state batteridrevet bil på vejen, betyder det ikke, at vi kommer til at se en i det lokale showroom i løbet af det næste år eller to.

Automotive klasse

Desværre er det ikke sådan teknologi fungerer i bilverdenen. For at være retfærdig er det ikke sådan teknologi fungerer, selv ikke i smartphones og computeres verden. Ny hardware tager år, nogle gange årtier, at perfektionere, før nogen går på scenen og imponerer et publikum med den næste store ting.

For verden ser det ud til, at alt har ændret sig på et øjeblik, men ingeniørerne og videnskabsmændene bag den nye ting har sandsynligvis brugt alt for mange aftener og weekender væk fra deres venner og familie, for at dit liv kan blive en lille smule bedre på grund af en hardwareopgradering til din smartphone.

Meget af den tid bruges på at sikre, at den nye hardware fungerer efter hensigten og er sikker. En lille fejl i udførelsen eller fremstillingen af ​​et stykke hardware kan betyde en enhed, der fejler, eller endnu værre, det er usikkert.

Problemerne forværres af behovet for at gøre genstande "automotive-grade". Alt, hvad der går ind i et køretøj, skal gennemgå en intens række af stress- og levetidstests. Disse komponenter skal være i stand til at modstå brændende varme, minusgrader, hundredtusindvis af miles af vibrationer, vand, støv, spildt kaffe, kollisioner, insekter... virkelig alt, hvad du kan forestille dig, der kan ske for en køretøj.

Skalering

Derefter skal alle disse individuelle genstande placeres i et testkøretøj og testes igen for at se, hvordan de interagerer med andre komponenter. Efter alt det er gjort, skal du bygge en masse af dem, som Eli Leland, medstifter og teknologichef af Voltaiq, et firma, der bygger software til at måle sundheden af ​​batterier i elbiler, bl.a. ud.

"Solid-state batterier har vist imponerende fremskridt, men disse teknologier er adskillige år væk fra at blive til produktionsbiler, som minimum. Når først du har et komplet, opskaleret celledesign, tager det stadig flere år at kvalificere et batteri til en køretøj i lyset af de krævende garantikrav for drivlinjer til biler," fortalte Leland Lifewire i en e-mail.

"For noget så nyt som et solid-state batteri, ville du forvente et par gentagelser, og de tekniske cyklusser lægger op. Teknologien lover dog meget, og du vil sandsynligvis se solid-state batterier i forbrugerapplikationer som wearables eller mobil elektronik længe før de bliver til en bil."

Så ja, solid-state kommer, og det bliver vidunderligt. Men det vil også vare lang tid, og i mellemtiden, fremskridt inden for lithium-ion-batterier fortsætte, og køretøjer drevet af denne teknologi vil blive tættere og oplades hurtigere med tiden skrider frem.

For de fleste af os er virkeligheden, at elbiler på vejene i dag og tilgængelige i de næste par år vil gøre 95 % af de ting, vi har brug for en bil/lastbil/SUV/eller varevogn til at gøre. Så ja, se mod fremtiden, men ikke på bekostning af at gå glip af, hvad der sker lige nu. Hvis du gjorde det med telefoner, ville du stadig have en Nokia i lommen.

Vil du vide mere om elbiler? Vi har en hele sektionen dedikeret til elektriske køretøjer!