בשנים האחרונות, סוללות ליתיום-יון צצו כטכנולוגיה חיונית במעבר למקורות אנרגיה מתחדשים וכלי רכב חשמליים (EV). הביקוש הגובר והולך לסוללות יעילות ובמחיר סביר יותר דרבן התפתחויות משמעותיות בתחום. השנה, מומחים צופים מספר פריצות דרך שעשויות לחולל מהפכה ביכולות של סוללות ליתיום-יון.
התקדמות בולטת אחת שכדאי לשים לב אליה היא פיתוחן של סוללות מצב מוצק. בניגוד לסוללות ליתיום-יון מסורתיות המשתמשות באלקטרוליטים נוזליים, סוללות מצב מוצק משתמשות בחומרים מוצקים או קרמיים כאלקטרוליטים. חדשנות זו לא רק מגדילה את צפיפות האנרגיה, מה שעשוי להרחיב את טווח הרכבים החשמליים, אלא גם מקצרת את זמן הטעינה ומשפרת את הבטיחות על ידי מזעור הסיכון לשריפה. חברות בולטות כמו Quantumscape מתמקדות בסוללות ליתיום-מתכת במצב מוצק, במטרה לשלב אותן בכלי רכב כבר בשנת 2025[1].
בעוד שסוללות מצב מוצק טומנות בחובן פוטנציאל גדול, חוקרים בוחנים גם כימיות חלופיות כדי לטפל בחששות בנוגע לזמינותם של חומרי סוללה מרכזיים כמו קובלט וליתיום. החיפוש אחר אפשרויות זולות ובנות קיימא יותר ממשיך להניע חדשנות. יתר על כן, מוסדות אקדמיים וחברות ברחבי העולם פועלים במרץ כדי לשפר את ביצועי הסוללה, להגדיל את הקיבולת, להאיץ את מהירויות הטעינה ולהפחית את עלויות הייצור[1].
המאמצים לייעל את סוללות הליתיום-יון משתרעים מעבר לרכבים חשמליים. סוללות אלו מוצאות יישומים באחסון חשמל ברמת הרשת, ומאפשרות שילוב טוב יותר של מקורות אנרגיה מתחדשים לסירוגין כמו אנרגיה סולארית ורוח. על ידי מינוף סוללות ליתיום-יון לאחסון ברשת, היציבות והאמינות של מערכות אנרגיה מתחדשת משתפרות משמעותית[1].
בפריצת דרך לאחרונה, מדענים במעבדה הלאומית לורנס ברקלי פיתחו ציפוי פולימרי מוליך המכונה HOS-PFM. ציפוי זה מאפשר סוללות ליתיום-יון עמידות וחזקות יותר עבור כלי רכב חשמליים. HOS-PFM מוליך בו זמנית אלקטרונים ויונים, מה שמשפר את יציבות הסוללה, קצב הטעינה/פריקה ואת תוחלת החיים הכוללת. הוא משמש גם כדבק, מה שעשוי להאריך את תוחלת החיים הממוצעת של סוללות ליתיום-יון מ-10 ל-15 שנים. יתר על כן, הציפוי הראה ביצועים יוצאי דופן כאשר הוא מוחל על אלקטרודות סיליקון ואלומיניום, מה שמפחית את הבלתי נסבלות שלהן ושומר על קיבולת סוללה גבוהה לאורך מחזורים מרובים. ממצאים אלה טומנים בחובם את ההבטחה להגדלה משמעותית של צפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום-יון, מה שהופך אותן לנגישות ובמחיר סביר יותר עבור כלי רכב חשמליים[3].
בעוד העולם שואף להפחית את פליטות גזי החממה ולעבור לעתיד בר-קיימא, ההתקדמות בטכנולוגיית סוללות ליתיום-יון ממלאת תפקיד מרכזי. מאמצי המחקר והפיתוח המתמשכים דוחפים את התעשייה קדימה, ומקרבים אותנו לפתרונות סוללות יעילים, משתלמים וידידותיים לסביבה. עם פריצות דרך בסוללות מצב מוצק, כימיקלים חלופיים וציפויים כמו HOS-PFM, הפוטנציאל לאימוץ נרחב של כלי רכב חשמליים ואחסון אנרגיה ברמת הרשת הופך להיות בר ביצוע יותר ויותר.
זמן פרסום: 25 ביולי 2023
