Die Zukunft der Batterien klingt absolut erstaunlich. Mehr Kapazität (und damit mehr Reichweite) auf gleichem Platz und eine Ladezeit von etwa fünf Minuten.
Ihre örtliche Chevron-Tankstelle würde zu einer ChEVron-Ladestation (sehen Sie, was ich dort gemacht habe). Elektrofahrzeuge (EVs) wären leichter, billiger und so schnell wieder auf der Straße wie ein gasbetriebenes Auto. Die Quelle all dieser Magie sind Festkörperbatterien, und sie werden die Welt verändern. Außer, h alten Sie nicht bald den Atem an und warten Sie in einem Auto auf einen.
Alle paar Monate informiert ein Unternehmen, manchmal ein großer Autohersteller, die Welt, dass Festkörperbatterien gleich um die Ecke sind. Es fühlt sich an, als wären wir immer etwa fünf Jahre von einem bedeutenden Durchbruch entfernt. In einer massiven Ankündigung wird sich alles, was wir über Elektrofahrzeuge wissen, über Nacht ändern, und dieses Elektrofahrzeug in Ihrer Einfahrt wird das vierrädrige Äquivalent des tragbaren CD-Players sein, das vom iPod unter den Autos an sich gerissen wird.
Die Zukunft ist… später
Zwei solcher Nachrichten haben in den letzten zwei Jahren die Runde gemacht. Toyota kündigte an, dass es 2025 einen Festkörper-Prototypen auf die Straße bringen wird, während Samsung eine Batterie mit einer Reichweite von 500 Meilen vorstellte.
Der Haken an diesem Durchbruch von Samsung ist, dass es nur 1.000 Mal aufgeladen werden kann. Das bedeutet, dass es für einen täglichen Fahrer vielleicht drei Jahre hält. Niemand will ein Auto, das drei Jahre hält, bevor die teuerste Komponente ausgetauscht werden muss.
Es ist definitiv noch nicht bereit für die breite Öffentlichkeit, aber diese 1.000 Ladungen sind hervorragende Neuigkeiten für die Erforschung von Festkörperbatterien. Das größte Problem bei diesen Batterien ist, dass sie zwar schnell aufgeladen und unglaublich dicht sind, aber nicht sehr lange h alten.
Strittig sind die Lithium-Metall-Anoden in den Batterien. Während Lade- und Entladezyklen bilden sie winzig kleine Kristalle, sogenannte Dendriten, die winzige Löcher in den Elektrolyten graben und Kurzschlüsse verursachen, die die Batterie zerstören.
Für die meisten von uns ist die Realität, dass die EVs, die heute auf der Straße und in den nächsten Jahren verfügbar sind, 95 % der Dinge tun werden, die wir von einem Auto/LKW/SUV/oder Lieferwagen erwarten.
Im Moment versucht jedes Unternehmen da draußen herauszufinden, wie man eine Festkörperbatterie herstellt, die alle herausragenden Vorteile der Technologie bietet, ohne dass die winzigen Kristalle den Elektrolyten zerkleinern. Die Forschung geht weiter, und auch wenn wir vielleicht ein Auto mit Festkörperbatterie auf der Straße sehen, bedeutet das nicht, dass wir in den nächsten ein oder zwei Jahren eines im örtlichen Ausstellungsraum sehen werden.
Automotive Grade
So funktioniert Technik in der Automobilwelt leider nicht. Um fair zu sein, so funktioniert Technologie nicht einmal in der Welt der Smartphones und Computer. Neue Hardware braucht Jahre, manchmal Jahrzehnte, bis sie perfektioniert ist, bevor jemand die Bühne betritt und das Publikum mit dem nächsten großen Ding begeistert.
Für die Welt scheint sich alles in einem Augenblick geändert zu haben, aber die Ingenieure und Wissenschaftler hinter diesem neuen Ding haben wahrscheinlich viel zu viele Abende und Wochenenden ohne ihre Freunde und Familie verbracht, um Ihr Leben zu gest alten etwas besser durch ein Hardware-Upgrade für Ihr Smartphone.
Ein Großteil dieser Zeit wird darauf verwendet, sicherzustellen, dass die neue Hardware wie vorgesehen funktioniert und sicher ist. Ein kleiner Fehler in der Ausführung oder Herstellung einer Hardware kann bedeuten, dass ein Gerät ausfällt oder, noch schlimmer, unsicher ist.
Die Probleme werden durch die Notwendigkeit verschärft, Gegenstände "automobiltauglich" zu machen. Alles, was in ein Fahrzeug eingebaut wird, muss einer intensiven Reihe von Belastungs- und Langlebigkeitstests unterzogen werden. Diese Komponenten müssen in der Lage sein, sengender Hitze, Minusgraden, Hunderttausenden von Kilometern Vibrationen, Wasser, Staub, verschüttetem Kaffee, Kollisionen, Insekten … wirklich allem, was einem Fahrzeug passieren kann, standzuh alten.
Skalierung
Dann müssen all diese Einzelteile in einem Testfahrzeug platziert und erneut getestet werden, um zu sehen, wie sie mit anderen Komponenten interagieren. Nach all dem muss man viele davon bauen, wie Eli Leland, Mitbegründer und Chief Technology Officer von Voltaiq, einem Unternehmen, das Software entwickelt, um unter anderem den Zustand von Batterien in Elektrofahrzeugen zu messen, betont.
"Festkörperbatterien haben beeindruckende Fortschritte gemacht, aber diese Technologien sind noch einige Jahre davon entfernt, zumindest in Serienfahrzeuge zu gelangen. Sobald Sie ein vollständiges, vergrößertes Zelldesign haben, dauert es immer noch mehrere Jahre eine Batterie für ein Fahrzeug angesichts der anspruchsvollen Garantieanforderungen für Automobilantriebe zu qualifizieren", sagte Leland Lifewire in einer E-Mail.
"Für etwas so Neues wie eine Festkörperbatterie würden Sie ein paar Iterationen erwarten, und diese Entwicklungszyklen summieren sich. Die Technologie ist jedoch vielversprechend, und das werden Sie wahrscheinlich auch Sehen Sie Festkörperbatterien in Verbraucheranwendungen wie Wearables oder mobiler Elektronik, lange bevor sie es in ein Auto schaffen."
Also ja, Solid-State kommt und es wird wunderbar. Aber es wird auch noch eine lange Weile dauern, und in der Zwischenzeit gehen die Fortschritte bei Lithium-Ionen-Batterien weiter, und Fahrzeuge, die mit dieser Technologie betrieben werden, werden im Laufe der Zeit dichter und schneller laden.
Für die meisten von uns sieht die Realität so aus, dass die heute auf der Straße befindlichen und in den nächsten Jahren verfügbaren Elektrofahrzeuge 95 % der Dinge tun werden, die wir von einem Pkw/Lkw/SUV/oder Lieferwagen erwarten. Also ja, schauen Sie in die Zukunft, aber nicht auf Kosten dessen, was gerade passiert. Wenn du das mit Handys machen würdest, hättest du immer noch ein Nokia in der Tasche.
Möchten Sie mehr über Elektrofahrzeuge erfahren? Wir haben eine ganze Rubrik für Elektrofahrzeuge!
