Le 10 tecnologie per batterie più avanzate che alimenteranno il futuro

In questo articolo, discutiamo delle 10 tecnologie di batterie più avanzate che alimenteranno il futuro. Se vuoi leggere informazioni su alcune tecnologie delle batterie più avanzate che alimenteranno il futuro, vai direttamente a 5 tecnologie delle batterie più avanzate che alimenteranno il futuro.

La tecnologia avanzata delle batterie prevede l’uso di tecnologie e materiali sofisticati nella progettazione e produzione delle batterie per migliorarne le prestazioni, l’efficienza e la durata. Ciò può includere una varietà di aree di ricerca incentrate sulla creazione di batterie con migliore densità energetica, durata e costi, nonché sullo sviluppo di metodi di ricarica innovativi, come la ricarica rapida e wireless. Alcune delle tecnologie avanzate delle batterie includono anodi di silicio e litio-metallo, elettroliti a stato solido, design avanzati agli ioni di litio, litio-zolfo (Li-S), ioni di sodio (Na-ioni), batterie a flusso redox (RFB) , batterie agli ioni di zinco, Zn-Br e Zn-aria.

Le batterie avanzate hanno trovato diverse applicazioni in vari settori. Attualmente vengono utilizzati in dispositivi elettronici portatili, veicoli elettrici e ibridi, sistemi di accumulo di energia, dispositivi medici, apparecchiature industriali e applicazioni militari. Ad esempio, Sila Nanotechnologies sta lavorando su un nuovo tipo di batteria agli ioni di litio che utilizza un anodo a base di silicio invece di un anodo di grafite. L’azienda sostiene che questo nuovo tipo di batteria avrà una densità energetica maggiore e tempi di ricarica più rapidi rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio. L’azienda mira ad aumentare la densità energetica delle celle della batteria dal 20 al 40%.

Lo sviluppo e l'uso di anodi di silicio e anodi di litio metallico sono due dei progressi materiali più interessanti per le batterie agli ioni di litio. Il potenziale di questi materiali anodici di aumentare notevolmente la densità energetica è entusiasmante, tuttavia si stanno esplorando anche miglioramenti in termini di capacità di velocità, sicurezza e persino costi. I principali problemi di durata del silicio e del litio metallico hanno rallentato e limitato l'utilizzo commerciale fino a questo punto. Per le batterie Li-S, la longevità è ancora più una sfida.

Data l’importanza del settore dei veicoli elettrici per l’economia globale complessiva, si prevede che la tecnologia agli ioni di litio continuerà a mantenere la sua posizione di leadership nell’universo delle batterie per il prossimo futuro, anche se è afflitta da problemi come la selezione di catodi e anodi, i progressi nella progettazione delle celle, e il tasso di sviluppo della densità energetica. Il miglioramento di un parametro prestazionale, come la densità energetica, i costi o la sostenibilità, avverrà quasi sempre a scapito di un altro. Ciò vale anche se si considerano batterie con caratteristiche chimiche diverse da quelle a base di litio.

La densità energetica viene generalmente sacrificata da alternative ai prodotti chimici basati sul litio a favore di maggiori credenziali ambientali, costi di capitale o di vita ridotti, capacità di velocità migliorata o ciclo di vita più lungo. Alla fine, i requisiti di una particolare applicazione e mercato determinano il mix di caratteristiche prestazionali e, di conseguenza, la scelta della tecnologia e della chimica. Sono sempre più richiesti metodi di stoccaggio di lunga durata, ad esempio per lo stoccaggio stazionario dell’energia. Ciò apre la porta a innovazioni come la batteria a flusso redox, che scala più facilmente la capacità energetica e allo stesso tempo consente l’uso di materiali attivi poco costosi e ampiamente accessibili.

Naturalmente, il settore delle batterie per veicoli elettrici è al centro di molti progressi tecnologici, poiché offre la possibilità di servire un mercato in cui si prevede che la domanda supererà i 1.500 GWh entro il 2030. Per tutta la seconda metà del decennio, si prevede che il mercato delle batterie per veicoli elettrici aumenterà. porre una maggiore enfasi sulle tecnologie dell’anodo di silicio, del litio-metallo e dello stato solido. L’Asia e la Cina ora dominano la lavorazione dei materiali agli ioni di litio e la produzione di celle, mentre gli Stati Uniti e l’Europa in particolare stanno cercando di costruire e sviluppare le proprie catene di approvvigionamento di batterie, dando il ritmo all’innovazione e allo sviluppo di tecnologie di prossima generazione per acquisire e addomesticare il valore.