Zawartość
Kosztowna konieczność
Ale elektrolity półprzewodnikowe są drogie. Jak powiedział dr Lorenzo Grande, analityk technologii w IDTechEx, który zaprezentuje seminarium internetowe na temat technologii baterii półprzewodnikowych 25 października (szczegóły tutaj, jeśli chcesz posłuchać), „koszt za metr kwadratowy rośnie wykładniczo wraz z rozmiar baterii, którą chcesz wykonać. ”
Koszt za metr kwadratowy rośnie wykładniczo wraz z rozmiarem baterii.
Koszt cienkowarstwowej baterii może wynosić 20-30 USD dla małego RFID, ale koszt byłby wygórowany przy poziomach baterii smartfona. W tej skali półprzewodnikowa alternatywa mogłaby kosztować tysiące dolarów za pojedynczą baterię.
Jest to oczywiście bariera dla głównego nurtu aplikacji elektroniki użytkowej. Ale jak zauważył dr Grande, odnosząc się do bieżących wydarzeń:
Akumulatory litowo-jonowe, jakie znamy, zawierają łatwopalne elektrolity. Te elektrolity są zazwyczaj wytwarzane z substancji organicznych lub chemikaliów, które są wysoce łatwopalne.
Gdy rozważamy zastąpienie tych elektrolitów stałym odpowiednikiem, natychmiastową korzyścią jest przejście z łatwopalnej cieczy na coś stałego, które albo jest niepalne, albo znacznie mniej łatwopalne, a zatem bezpieczniejsze dla użytkownika.
Powodem, dla którego wszyscy używają ciekłych elektrolitów jest to, że stałe elektrolity albo nie są jeszcze w pełni opracowane, albo są nadal zbyt drogie do produkcji na dużą skalę.
To powiedziawszy, jasne jest, że przed półprzewodnikowymi akumulatorami czeka wielka przyszłość w dziedzinie elektroniki użytkowej, o ile tylko możemy obniżyć koszty produkcji. Mimo że wciąż jest to gra bardzo popularna dla każdego, dr Grande uważa, że firma taka jak Samsung, która ostatnio poniosła ogromne szkody w reputacji bezpieczeństwa, może być jedną z pierwszych, która ogłosi baterię półprzewodnikową w smartfonie, nawet jeśli będzie to kosztować pieniądze na zrobienie tego.
Gdzie jesteśmy
Jak powiedział mi dr Grande, większość firm publikujących wiadomości w świecie półprzewodnikowych i alternatywnych technologii akumulatorowych (takich jak Enevate, który ma silikonową baterię litowo-jonową, która pojawi się w sprzedaży każdego dnia), zwykle są małymi startupami, które potrzebuję reklamy. A jednak nawet Enevate otwarcie mówi o kosztach związanych z alternatywami do tego, co mamy teraz, przyznając, że wydajność skala się z ceną, więc akumulator o wysokiej wydajności nadal ma stosunkowo wysoki koszt.
Ale o ile zaawansowane są badania nad elektrolitami półprzewodnikowymi w dużych firmach, takich jak Samsung i LG, które produkują zarówno baterie, jak i elektronikę użytkową, jest znacznie trudniejsze do oszacowania. To, co osiągnęli obecni liderzy rynku w dziedzinie mobilnych akumulatorów za zamkniętymi drzwiami, może być bardzo zaawansowane, ale ze względów konkurencyjnych nie publikują tego.
W ciągu najbliższych kilku lat elektrolity na bazie cieczy w akumulatorach litowo-jonowych będą już przeszłością.
Niemniej jednak badacz, taki jak dr Grande, jest głęboko przekonany, że w ciągu najbliższych kilku lat elektrolity na bazie płynów w akumulatorach litowo-jonowych odejdą w przeszłość: „Rynek akumulatorów półprzewodnikowych może zmienić świat w tej dziedzinie . Firma, której uda się przejąć łańcuch wartości akumulatorów półprzewodnikowych, spowoduje przetasowania głównych graczy rynkowych. ”
Oczywiście azjatyckie firmy produkujące akumulatory są bardzo zainteresowane utrzymaniem swojej dominacji, ale ostatnio odnotowano duże zainteresowanie i inwestycje w Stanach Zjednoczonych i Europie. W zależności od tego, kto definiuje dominującą technologię i kto potrafi to zrobić w sposób konkurencyjny pod względem kosztów, obecni liderzy rynku mogą w przyszłości stracić znaczną część swojego udziału w rynku baterii półprzewodnikowych.
Obecni liderzy rynku mogą stracić znaczną część swojego udziału w rynku baterii półprzewodnikowych.
Przyczyny są obecnie tak źle zdefiniowane, ponieważ istnieje około ośmiu różnych kategorii elektrolitów półprzewodnikowych, które można by zastosować w elektronice mobilnej. Każdy preparat elektrolitowy ma inne zalety, co oznacza, że każdy typ będzie mniej więcej miał zastosowanie na rynku w zależności od jego szczególnych priorytetów.
Korzyści z półprzewodnikowego
Zwiększone bezpieczeństwo w połączeniu z dłuższą żywotnością i wyższymi możliwościami produkcyjnymi sprawiają, że oferta sprzedaży jest naprawdę atrakcyjna.
Jakie są więc główne zalety baterii półprzewodnikowych? Wśród nich bezpieczeństwo jest wysokie, przy czym elektrolity półprzewodnikowe są nie tylko mniej łatwopalne, ale także bardziej stabilne i mniej podatne na ucieczkę termiczną, która powoduje wybuch baterii.
Ale elektrolity półprzewodnikowe są również mniej reaktywne niż elektrolity ciekłe, więc można oczekiwać, że będą działać znacznie dłużej. Akumulatory półprzewodnikowe pozwalają również na zwiększenie gęstości energii, „nawet dwa razy większej niż wartości prądu, jeżeli baterie te mają również anodę grafitową zastąpioną anodą litowo-metalową”. Zwiększone bezpieczeństwo w połączeniu z dłuższą żywotnością i wyższymi możliwościami produkcyjnymi sprawiają, że oferta sprzedaży jest naprawdę atrakcyjna.
Ale nikt nie zgadnie, w jaki sposób producenci zdecydują się na wprowadzenie baterii półprzewodnikowych. Producenci mogą zdecydować się na utrzymanie fizycznego rozmiaru baterii takiego samego, jak obecnie, z korzyścią dla większej żywotności baterii. Lub mogą zmniejszyć całkowity rozmiar baterii, zachowując istniejącą żywotność baterii „przez cały dzień”, do której jesteśmy przyzwyczajeni.
Może to wydawać się oczywistym wyborem - kto nie zdecydowałby się na telefon sprzedawany jako mający 2-3 dni pracy na baterii? - ale pamiętaj, że baterie półprzewodnikowe są drogie w produkcji.
Bardziej prawdopodobne było, że najpierw pojawią się mniejsze baterie półprzewodnikowe, których żywotność będzie zbliżona do obecnej.
Oznacza to, że bardziej prawdopodobne jest, że najpierw pojawią się mniejsze baterie półprzewodnikowe o żywotności baterii zbliżonej do tych, które uzyskujemy z istniejących elektrolitów na bazie płynów. Przynajmniej do momentu obniżenia kosztów produkcji elektrolitów w stanie stałym.
Kiedy to przybędzie?
Kiedy więc możemy spodziewać się przejęcia baterii półprzewodnikowych? Według dr Grande przemysł motoryzacyjny jest ostateczną grą. Oznacza to, że przemysł samochodowy będzie musiał najdłużej czekać ze względu na surowe wymogi bezpieczeństwa. Ale to oznacza, że w innych polach można spodziewać się, że baterie półprzewodnikowe zostaną wdrożone znacznie wcześniej.
Ta technologia nie będzie wystarczająco dojrzała na rynek telefonów komórkowych przez kolejne 4-5 lat.
„Rynek dronów jest pod wieloma względami wstępnym krokiem dla następnej generacji baterii półprzewodnikowych”, mówi dr Grande, „i stanie się to już w 2017 roku. Drugim rynkiem byłyby urządzenia do noszenia, a następnie większa elektronika użytkowa, taka jak smartfony . Ale ta technologia nie będzie wystarczająco dojrzała na rynek telefonów komórkowych przez kolejne 4-5 lat. ”
Nawet w tych dość dobrze brzmiących ramach czasowych elektrolity półprzewodnikowe w akumulatorach - lub inna nowa technologia akumulatorowa - są już dawno spóźnione: „Jon litowy zbliża się do swoich ograniczeń technicznych, a ciekły elektrolit jest tego jednym z powodów. Gdy tylko elektrolity półprzewodnikowe zostaną uruchomione na rynku dronów i rynku elektroniki użytkowej, każda firma zobaczy dodatkowe korzyści wynikające z zastosowania tej technologii do produkcji lepszych akumulatorów.
Ostatnie słowo
Jak zawsze problemem jest adopcja kosztów i masy. Początkowe koszty inwestycji są nadal wysokie i wciąż czekamy na zdefiniowanie głównego modelu masowej produkcji. Ale gdy firma taka jak Samsung zdecyduje się na skok w kierunku produktu konsumpcyjnego, ogromny wzrost wielkości produkcji pomoże obniżyć koszty produkcji.
Do tej pory główni producenci akumulatorów robili kontrolę uszkodzeń. Pod tym względem nie ma jednak srebrnej kuli.
„To, co do tej pory robili najwięksi producenci akumulatorów, to kontrola uszkodzeń, tj. Dodanie środka ogniochronnego do elektrolitu na bazie cieczy. Pod tym względem nie ma jednak srebrnej kuli. Producenci akumulatorów dodają dodatki od lat, ale jak widać z wiadomości, wciąż mogą się zdarzyć złe rzeczy. ”
Ciało półprzewodnikowe może być przyszłością, ale, jak ostrzega dr Grande, „wciąż nie jesteśmy pewni, która z tych technologii trafi na rynek masowy”. Trzeba też przyznać, że „to, co jest obecnie, nie jest na równi z wydajnością płynnych elektrolitów ”. Ale gdy technologia osiągnie dojrzałość, nie ma wątpliwości, że przejmie ją półprzewodnik.
Czy lubisz dźwięki baterii półprzewodnikowych? Czy uważasz, że to może pomóc wizerunkowi Samsunga?
Jeśli chcesz dołączyć do webinaru Dr. Lorenzo Grande na temat baterii półprzewodnikowych dla IDTechEx, kliknij tutaj. 25 października jest wiele sesji.
