Care sunt cele mai mari provocări în tranziția la bateriile cu stare solidă?
Până acum, drumul către viitorul vehiculelor electrice (EV) a fost presărat cu obstacole, iar producătorii de automobile se pregătesc pentru un „iarna EV” cu o cerere mai scăzută. Totuși, există și aspecte pozitive, cum ar fi faptul că bateriile cu stare solidă se apropie din ce în ce mai mult de producție, potrivit jalopnik.com.
Diferența între aceste baterii și configurațiile tipice ale bateriilor EV constă în modul în care funcționează. O celulă de baterie EV se încarcă prin desprinderea electronilor din atomii de litiu la catod, permițând ionilor de litiu să călătorească printr-un separator către anod, unde se reunesc cu electronii care, neavând capacitatea de a traversa separatorul, au urmat o altă cale prin circuitul de încărcare. Utilizând energia electrică pentru motor, procesul se desfășoară invers, cu electronii călătorind într-un circuit extern pentru a alimenta motorul electric al vehiculului înainte de a se reuni cu ionii de litiu.
👉 Structura bateriilor cu stare solidă și avantajele lor
În celula tradițională EV, există și un material electrolit lichid sau gel care înconjoară electrozii și separatorul, iar acest material este cel prin care ionii se mișcă în celulă. Bateria cu stare solidă înlocuiește electrolitul lichid înconjurător cu un material solid care acționează de asemenea ca separator. Astfel, celula seamănă cu o felie de tort cu trei straturi, constând din anod, electrolit și catod. Eliminarea lichidului extrem de inflamabil, care poate fi dificil de controlat în timpul unui accident, reprezintă unul dintre numeroasele avantaje ale bateriilor cu stare solidă, dar acestea au și propriile provocări.
👉 Provocările tehnice ale bateriilor cu stare solidă
Până în prezent, inginerii luptă să reducă costurile de producție, să gestioneze corect temperaturile bateriilor, să mențină un flux optim de ioni și să prevină scurtcircuitele cauzate de litiu. Unul dintre cele mai mari probleme care afectează bateriile cu stare solidă este aceeași care a împiedicat producția bateriilor EV tradiționale — costul materiilor prime necesare. Litiul reprezintă o problemă principală deoarece, în ciuda eliminării materialului electrolit conținând litiu, bateriile cu stare solidă pot folosi adesea mai mult din el per ansamblu. O metodă comună de a crește densitatea energetică în bateriile cu stare solidă este utilizarea unui anod solid din litiu. Potrivit Dr. Jordan Lindsay de la firma de consultanță de mediu Minviro, bateriile cu stare solidă ar putea necesita de cinci până la zece ori mai mult litiu decât bateriile EV obișnuite.
De asemenea, cererea pentru litiu folosit în bateriile cu stare solidă trebuie adăugată la cererea de litiu pentru alte sisteme EV, ceea ce va duce la creșterea prețurilor. Deși vânzările de EV-uri au pierdut tracțiune în Statele Unite după eliminarea creditului fiscal federal, 2025 a înregistrat totuși al doilea cel mai mare număr anual de vânzări EV în această țară, conform RMI. În plus, vânzările de EV-uri în China și Europa au crescut anul trecut cu 30% și, respectiv, 17%.
Mineritul litiului pentru EV-uri ar putea, de asemenea, să dăuneze mediului. Drept urmare, experții prezic că prețul litiului ar putea ajunge la 28.000 de dolari pe tonă în 2026, comparativ cu prețurile spot din vara aceasta în China, unde este procesat cel mai mare volum de litiu din lume, de aproximativ 8.300 de dolari. Cu toate acestea, noi tehnologii sunt la orizont, unele dintre ele pretinzând capabilitatea de a reduce costurile cu 40% și de a face extracția mai prietenoasă cu mediul. Companiile lucrează la diferite chimii ale bateriilor, cum ar fi configurațiile pe bază de sodiu-sulf.
Dincolo de costurile financiare, litiul prezintă o altă îngrijorare deoarece poate forma dendrite. Acestea reprezintă o problemă frecventă atunci când mixezi metale și electricitate, deoarece curentul electric determină atomii să înceapă să se acumuleze pe anodul bateriei EV. În timpul încărcării, acumularea formează structuri mici, spinoase, uneori ramificate, care cresc către catod. Separatorul se află între cele două electrozi tocmai pentru a preveni contactul dintre ele, care ar cauza un scurtcircuit, dar materialul separator este special conceput pentru a filtra electronii și a permite ionilor de litiu să treacă.