Pil^(Battery) teknolojisi yıllar içinde çok yol kat etti. Dronlar^(drones) ve akıllı telefonlar gibi gadget'lar , gelişmiş modern pil teknolojisi olmadan pratik olmazdı. 

Ancak, piller her zaman daha iyi olabilirdi! 

Katı hal piller bir sonraki büyük gelişme gibi görünüyor ve bunları kullanan ürünler köşede. Bu, şimdi bunların ne olduklarına ve neden önemli olduklarına kendinizi alıştırmak için mükemmel bir zaman olduğu anlamına gelir.

“Katı Hal” Ne Demektir?

Bir telefondaki kurşun asitli araba aküsü, tek kullanımlık alkalin piller veya lityum polimer piller^{(lithium polymer batteries)} olsun , hepsi sıvı elektrolit kullanır. Elektrolit, pilin iki dahili terminalini birbirine bağlayan iletken bir maddedir. Elektronlar elektrolit içinden akar ve pilin ya bir elektrik yükü oluşturmasına ya da onu boşaltmasına izin verir.

Katı hal pil, geleneksel sıvı elektrolit yerine katı elektrolit kullanır. İki pil teknolojisi arasındaki tek temel fark budur. Kulağa yeterince basit geliyor, ancak mühendisler ve bilim adamları, elektrolit görevi görebilecek katı bir malzeme bulmak için onlarca yıldır uğraşıyorlar.

Katı ^(Hard)Hal^{(Solid State)} Pillerin Zorluğu Nedir ?

Seramikler ve lityum metaller gibi çeşitli malzemeler, katı hal elektrolitleri olarak potansiyel sunar. Sorun, seramik yaklaşımın zayıf pil performansıyla sonuçlanmasıdır. Lityum metaller umut vericidir, ancak ölümcül bir kusuru vardır. Pil şarj edilip boşaldıkça, elektrolit boyunca metal “dendritler” büyür. Pil kısa devre yapabilir ve bir tehlikeye dönüşebilir.

Bu sorunlara pratik ve ekonomik olarak uygulanabilir çözümler bulmak, son birkaç yıldır birçok şirketin ve araştırma ekibinin misyonu olmuştur. Şimdi bu çalışma meyvesini vermek üzere. 

Neden tüm bu zahmete katlansın? Katı hal pillerin geleneksel pillere göre vaat ettiği avantajlara bakalım.

Emniyet

Piller büyük miktarda enerji depolar ve bu enerjinin kontrolsüz bir şekilde serbest bırakılması tehlikesi her zaman vardır. Bu olduğunda, yangın, patlamalar ve diğer istenmeyen sonuçlar anlamına gelebilir. Katı hal piller, dendrit sorununun çözüldüğünü varsayarsak, daha güvenli ve daha kararlı olmayı vaat ediyor. Birincisi, yanıcı değiller, bu nedenle pil yangınları geçmişte kalmalı.

Bu sadece araba ve drone gibi elektrikli araçlar için değil, akıllı telefonlar ve dizüstü bilgisayarlar gibi kişisel elektronik cihazlar için de önemlidir. Her yıl elektronik cihazlarındaki pil yangınları nedeniyle birçok insan yaralanmaktadır. Sonuç olarak tüm evler yerle bir oldu!

Şarj Hızı

Modern lityum piller etkileyici hızlarda şarj^{(charge at impressive speeds)} olabilir , ancak yine de doldurmaları uzun zaman alır. Her şey ters gitmeden önce geleneksel bir lityum iyon pile ne kadar enerji dökebileceğinizin bir sınırı vardır. Katı hal piller, şu anda kullandığımız pillerden altı kata kadar daha hızlı şarj olmayı vaat ediyor. Bu, telefonunuzu beş dakikada boştan doluya charging an electric car to 80% in 15 şarj etmek anlamına gelir .

Enerji Kapasitesi ve Boyutu

Lityum^(Lithium) iyon piller şu anda halka satılan herhangi bir pil türünün en yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir. Yine de benzinden çok daha az yoğundur. Katı hal piller, pilleri gazla aynı seviyeye getirmese de, hacim başına enerji yoğunluğunu iki katından fazlasına vaat ediyor. 

Başka bir deyişle, telefonunuzdaki pili katı hal modeli kullanarak değiştirdiyseniz, teorik olarak boyutunu büyütmeden iki kat daha uzun süre çalışabilir. Bu, menzil kaygısı nedeniyle olabileceği kadar popüler olmayan elektrikli araçlar için bir başka büyük satış noktasıdır.

Kullanım Ömrü ve Dayanıklılık

Mevcut lityum iyon pillerin çoğu, yaklaşık 500 tam şarj-deşarj döngüsünden sonra bozulmaya başlar. Bu noktadan sonra pil , neredeyse hiç şarj tutamayacak duruma gelene kadar kapasitesini kaybetmeye başlar . ^{(battery begins to lose its capacity)}Artık sızdırmaz pillere sahip olma eğiliminde olan akıllı telefonlarda bu, cihaz ömrüne katı bir sınır getiriyor. Katı hal pilleri bu sınırı büyük ölçüde artırmayı vaat ediyor. Beş katı kadar. 

Bu nedenle, tipik bir günlük kullanım pili iki ila üç yıl sonra bozulmaya başlayabiliyorsa, katı hal pili on beş yıla^{(fifteen years)} kadar nominal kapasitesinde kalacaktır . Pil değiştirmenin son derece maliyetli olduğu elektrikli otomobillerde, bu, bu sınıf araçların sahip olma maliyeti üzerinde çarpıcı bir etkiye sahip olabilir. 

Katı Hal Pil Zayıf Yönleri

Bunların hepsi gerçek olamayacak kadar iyi geliyorsa, teknolojiye birkaç uyarı var. Katı hal pil teknolojisinin yaygın bir şekilde benimsenmesi için bunlardan bazılarının hala çözülmesi gerekiyor.

• Maliyet^{(Cost )} belki de en büyük düşmandır. Araştırma^(Research) ekipleri ve başlangıç ​​şirketleri, bu pillerin üretim sürecini daha ucuz ve ölçeklenebilir hale getirmek için çok çalışıyor. Bazı şirketler yakın olduklarını iddia ediyor, ancak bu pillere sahip ürünlerin gerçek fiyatlarını görene kadar ne kadar başarılı olduklarını bilemeyiz.

• Bu piller düşük sıcaklıklarda^{(struggle at low temperatures)} da sorun yaşar . Bu nedenle, onları yalıtmayı veya iyi bir çalışma sıcaklığında tutmayı içeren çözümler, zorluğun bir parçasıdır.

Katı Hal^{(Solid State)} Pilleri Ne Zaman Satın Alabilirsiniz ?

Solid Power ve QuantumScape gibi ticari katı hal pil uygulamalarının zirvesinde olduğunu iddia  eden birkaç şirket var .

Toyota , 2021 gibi erken bir tarihte katı hal akülü elektrikli araçlara sahip olmayı planlıyor . Hem Solid Power hem de QuantumScape , sırasıyla 2022 ve 2024'te araçlar için pillerin piyasaya sürülmesini hedefliyor. Bu, önümüzdeki birkaç yıl içinde bir pil devriminin başlangıcında olabileceğimiz anlamına geliyor. 

Bu, grafen kullanmaktan kaynaklanan olasılıklara bile girmeden önce. Bu harika malzeme, içinde sıvı veya katı elektrolitler olsun, daha da iyi piller vaat ediyor. Top oynamak için grafen almak, bilim adamlarını ve mühendisleri beklenenden daha uzun süre atlattı, ancak şu anda zaten bir hibrit grafen güç bankası^{(hybrid graphene powerbank)} satın alabilirsiniz . Gerçekten^(Truly) , gelecek burada.

What Are Solid State Batteries and Why Are They Important?

Battery technology has come a long way over the years. Gadgets like drones and smartphones would be impractical without advanced modern battery technology. 

However, batteries could always be better! 

Solid state batteries seem to be the next big advancement and products that use them are around the corner. This means now is the perfect time to familiarize yourself with what they are and why they’re important.

What Does “Solid State” Mean?

Whether it’s a lead acid car battery, alkaline disposables, or lithium polymer batteries in a phone, they all use a liquid electrolyte. The electrolyte is a conductive substance that connects the two internal terminals of the battery. Electrons flow through the electrolyte, allowing the battery to either build up an electrical charge or to discharge it.

A solid state battery uses a solid electrolyte, instead of the traditional liquid electrolyte. That’s the only fundamental difference between the two battery technologies. It sounds simple enough, but engineers and scientists have been struggling for decades to come up with a solid material that can act as an electrolyte.

What’s Hard About Solid State Batteries?

Various materials, such as ceramics and lithium metals, offer potential as solid state electrolytes. The problem is that the ceramic approach has resulted in poor battery performance. Lithium metals are promising, but have a fatal flaw. As the battery is charged and discharged, metal “dendrites” grow through the electrolyte. The battery can short-circuit and turn into a hazard.

Finding practical and economically viable solutions to these issues has been the mission of several companies and research teams over the past few years. Now that work is about to pay off. 

Why go through all this trouble? Let’s look at the benefits that solid state batteries promise over traditional ones.

Safety

Batteries store large amounts of energy and there’s always a danger that this energy can be released in an uncontrolled way. When that happens, it can mean fire, explosions and other unwanted outcomes. Solid state batteries, assuming the dendrite issue is resolved, promise to be safer and more stable. For one thing, they aren’t flammable, so battery fires should be a thing of the past.

This is not only important for electric vehicles such as cars and drones, but also for personal electronics such as smartphones and laptops. Many people are injured every year by battery fires in their electronic gadgets. Entire houses have been burned to the ground as a result!

Recharge Speed

Modern lithium batteries can charge at impressive speeds, but they still take a long time to fill up. There’s a limit to how much energy you can pour into a traditional lithium ion battery before it all goes sideways. Solid state batteries promise to charge as much as six times faster than the batteries we currently use. That means charging up your phone from empty to full in five minutes or charging an electric car to 80% in 15.

Energy Capacity and Size

Lithium ion batteries currently have the highest energy density of any battery type sold to the public. Yet it’s still many times less dense than gasoline. While solid state batteries don’t bring batteries up to par with gas, it does promise to more than double the energy density per volume. 

In other words, if you changed the battery in your phone using a solid state model, it could theoretically run twice as long without increasing in size. This is yet another big selling point for electric vehicles, which aren’t as popular as they could be, thanks to range anxiety.

Lifespan and Durability

Most current lithium ion batteries start to degrade after about 500 full charge-discharge cycles. After that point the battery begins to lose its capacity until it can barely hold a charge at all. In smartphones, which now tend to have sealed batteries, this puts a hard limit on device lifespan. Solid state batteries promise to greatly increase that limit. As much as five times. 

So, where a typical daily-use phone battery might start to degrade after two to three years, a solid state battery would remain at its rated capacity for up to fifteen years. In electric cars, where the replacement of batteries is extremely costly, that could have a dramatic effect on the cost of ownership for this class of vehicles. 

Solid State Battery Weaknesses

If this all sounds too good to be true, there are a few caveats to the technology. Some of these still need to be solved before widespread adoption of solid state battery technology is achieved.

• Cost is perhaps the greatest foe. Research teams and startup companies are working hard on making the production process for these batteries cheaper and scalable. Some companies claim to be close, but we won’t know how successful they’ve been until we see the actual prices on products with these batteries.

• These batteries also struggle at low temperatures. Therefore, solutions that involve insulating them or keeping them at a good operational temperature are part of the challenge.

When Can You Buy Solid State Batteries?

There are a few companies like Solid Power and QuantumScape, which claim to be at the cusp of commercial solid state battery applications. 

Toyota plans to have solid state battery electric vehicles for sale as early as 2021. Both Solid Power and QuantumScape are aiming for a rollout of batteries for vehicles in 2022 and 2024 respectively.  This means that in the next couple of years we could be right at the start of a battery revolution. 

That’s before we even get into the possibilities that come from using graphene. This wonder material promises even better batteries, whether they have liquid or solid electrolytes in them. Getting graphene to play ball has eluded scientists and engineers for longer than expected, but you can already buy a hybrid graphene powerbank right now. Truly, the future is here.

Related posts

• 2019 için SSD (Katı Hal Sürücüsü) Satın Alma Rehberi

• Spanish'deki Amazon'm neden? Dil ve diğer Important ayarları

• Chromebook üzerinde bir Photo or Video atın 3 Yolları

• Nasıl Detect Computer & Email Monitoring veya Spying Software

• Düz Panel Display Technology Demystified: TN, IPS, VA, OLED ve daha fazlası

• Discord Spoiler Tags Nasıl Kullanılır

• 8 Ways Facebook Page Audience'inizi büyütmek için

• VLOOKUP Google sayfalarında nasıl kullanılır?

• Adobe Premiere Pro bir Clip Split Nasıl

• Steam bir Game Geri Ödeme nasıl

• Schedule Advance'de Uber'ü değil mi? İşte ne yapmalı

• Fix Hulu Error Code RUNUNK13 Nasıl Yapılır

• 7 Quick Fixes Minecraft Keeps Crashing

• File No Extension ile Nasıl Açılır

• Twitch Name'inizi değiştirebilir misiniz? Evet, ama Be Careful

• 4 Ways Bölgenizdeki en iyi internet Options (ISPs) Bulma

• Spotify Louder and Sound Better nasıl olun

• Hatalar için Your Hard Drive nasıl kontrol edilir

• Discord değil Opening? Fix 9 Ways

• Nasıl Facebook üzerinde Memories bul