בשנים האחרונות, סוללות ליתיום-יון הופיעו כטכנולוגיה חיונית במעבר למקורות אנרגיה מתחדשים וכלי רכב חשמליים (EVs). הדרישה ההולכת וגוברת לסוללות יעילות ובמחיר סביר יותר הובילה להתפתחויות משמעותיות בתחום. השנה, מומחים צופים מספר פריצות דרך שעלולות לחולל מהפכה ביכולות של סוללות ליתיום-יון.
התקדמות בולטת שיש לשים עליה עין היא פיתוח סוללות מוצק. שלא כמו סוללות ליתיום-יון מסורתיות המשתמשות באלקטרוליטים נוזליים, סוללות מצב מוצק משתמשות בחומרים מוצקים או קרמיקה כאלקטרוליטים. חידוש זה לא רק מגביר את צפיפות האנרגיה, ומרחיב פוטנציאל את טווח הרכבים החשמליים, אלא גם מקטין את זמן הטעינה ומשפר את הבטיחות על ידי מזעור הסיכון לשריפה. חברות בולטות כמו Quantumscape מתמקדות בסוללות ליתיום-מתכת במצב מוצק, במטרה לשלב אותן בכלי רכב כבר ב-2025[1].
בעוד שלסוללות מצב מוצק יש הבטחה גדולה, החוקרים בוחנים גם כימיה חלופית כדי להתמודד עם החששות לגבי הזמינות של חומרי סוללה מרכזיים כמו קובלט וליתיום. החיפוש אחר אפשרויות זולות יותר ובעלות 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 מתרחבים מעבר לכלי רכב חשמליים. סוללות אלו מוצאות יישומים באחסון חשמל ברמת הרשת, ומאפשרות אינטגרציה טובה יותר של מקורות כוח מתחדשים לסירוגין כמו אנרגיית שמש ורוח. על ידי מינוף סוללות ליתיום-יון לאחסון רשתות, היציבות והאמינות של מערכות אנרגיה מתחדשת משתפרים באופן משמעותי[1].
בפריצת דרך לאחרונה, מדענים במעבדה הלאומית של לורנס ברקלי פיתחו ציפוי פולימרי מוליך המכונה HOS-PFM. ציפוי זה מאפשר סוללות ליתיום-יון עמידות יותר, חזקות יותר עבור כלי רכב חשמליים. HOS-PFM מוליך בו-זמנית הן אלקטרונים והן יונים, ומשפר את יציבות הסוללה, קצבי טעינה/פריקה ותוחלת החיים הכוללת. הוא משמש גם כחומר דבק, ומאריך את אורך החיים הממוצע של סוללות ליתיום-יון מ-10 ל-15 שנים. יתר על כן, הציפוי הראה ביצועים יוצאי דופן כאשר מוחל על אלקטרודות סיליקון ואלומיניום, ממתן את השפלתן ושומר על קיבולת סוללה גבוהה לאורך מחזורים מרובים. ממצאים אלה טומנים בחובם הבטחה להגדיל באופן משמעותי את צפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום-יון, מה שהופך אותן לזמינות יותר ולנגישות לכלי רכב חשמליים[3].
ככל שהעולם שואף להפחית את פליטת גזי חממה ולמעבר לעתיד בר קיימא, ההתקדמות בטכנולוגיית סוללת ליתיום-יון משחקת תפקיד מרכזי. מאמצי המחקר והפיתוח המתמשכים דוחפים את התעשייה קדימה, ומקרבים אותנו לפתרונות סוללה יעילים, סבירים וידידותיים יותר לסביבה. עם פריצות דרך בסוללות מצב מוצק, כימיה חלופית וציפויים כמו HOS-PFM, הפוטנציאל לאימוץ נרחב של כלי רכב חשמליים ואחסון אנרגיה ברמת הרשת הופך ליותר ויותר אפשרי.
זמן פרסום: 25 ביולי 2023
