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Una necesidad costosa
Pero los electrolitos de estado sólido son caros de fabricar. Como me dijo el Dr. Lorenzo Grande, analista de tecnología de IDTechEx, que presentará un seminario web sobre tecnología de batería de estado sólido el 25 de octubre (detalles aquí si desea escuchar), el "costo por metro cuadrado aumenta exponencialmente con el tamaño de la batería que quieres hacer ".
El costo por metro cuadrado aumenta exponencialmente con el tamaño de la batería.
El costo de una batería de película delgada podría ser de $ 20-30 por una RFID pequeña, pero el costo sería prohibitivo en los niveles de batería de teléfonos inteligentes. A esa escala, una alternativa de estado sólido podría costar miles de dólares por una sola batería.
Esto es claramente una barrera para las principales aplicaciones de electrónica de consumo. Pero como señaló el Dr. Grande, haciendo referencia a eventos actuales:
Las baterías de iones de litio tal como las conocemos contienen electrolitos inflamables. Estos electrolitos generalmente están hechos de sustancias orgánicas o productos químicos que son altamente inflamables.
Cuando consideramos reemplazar estos electrolitos con una contraparte sólida, el beneficio inmediato es el cambio de un líquido inflamable a algo sólido que no es inflamable o es mucho menos inflamable y, por lo tanto, más seguro para el usuario.
La razón por la que todos usan electrolitos líquidos es porque los electrolitos sólidos no están completamente desarrollados todavía o son demasiado caros de fabricar a gran escala.
Dicho esto, está claro que las baterías de estado sólido tienen un gran futuro en la electrónica de consumo por delante, siempre y cuando podamos reducir el costo de fabricación. Aunque todavía es un juego de cualquier persona, el Dr. Grande cree que una compañía como Samsung, que ha sufrido un daño inmenso en su reputación de seguridad recientemente, podría estar entre las primeras en anunciar una batería de estado sólido en un teléfono inteligente, incluso si les cuesta dinero para hacerlo.
Donde estamos
Como me dijo el Dr. Grande, la mayoría de las empresas que hacen las noticias en el mundo de la tecnología de baterías alternativas y de estado sólido (como Enevate, que tiene una batería de iones de litio y silicio que se lanzará en cualquier momento), tienden a ser las pequeñas empresas que Necesito la publicidad. Y, sin embargo, incluso Enevate está abierto sobre los costos involucrados en las alternativas a lo que tenemos ahora, admitiendo que el rendimiento aumenta con el precio, por lo que una batería de alto rendimiento todavía tiene un costo relativamente alto.
Pero lo avanzado que es la investigación sobre electrolitos de estado sólido en grandes empresas como Samsung y LG, que producen tanto baterías como productos electrónicos de consumo, es mucho más difícil de medir. Lo que los líderes actuales del mercado en tecnología de baterías móviles han logrado a puerta cerrada podría ser muy avanzado, pero por razones competitivas no lo publicitan.
En los próximos años, los electrolitos a base de líquido en las baterías de iones de litio serán cosa del pasado.
Sin embargo, un investigador como el Dr. Grande cree firmemente que en los próximos años, los electrolitos de base líquida en las baterías de iones de litio serán cosa del pasado: "El mercado de baterías de estado sólido está a punto de cambiar las reglas del juego en el campo". . La compañía que logra capturar la cadena de valor detrás de las baterías de estado sólido generará una reorganización de los principales actores del mercado ".
Naturalmente, las compañías de baterías asiáticas tienen un gran interés en mantener su dominio, pero recientemente ha habido mucho interés e inversión en los Estados Unidos y Europa. Dependiendo de quién defina la tecnología dominante y quién logre hacerlo de manera competitiva en costos, los líderes actuales del mercado podrían perder una cantidad significativa de su participación de mercado en baterías de estado sólido en el futuro.
Los líderes actuales del mercado podrían perder una cantidad significativa de su participación en el mercado por las baterías de estado sólido.
La razón por la que las cosas están tan mal definidas en este momento es porque hay alrededor de ocho categorías diferentes de electrolitos de estado sólido que podrían usarse en la electrónica móvil. Cada formulación de electrolitos tiene diferentes beneficios, lo que significa que cada tipo será más o menos aplicable a un mercado dependiendo de sus prioridades particulares.
Beneficios del estado sólido
El aumento de la seguridad, combinado con una vida útil más larga y mayores capacidades hacen que las ventas sean muy atractivas.
¿Cuáles son los principales beneficios de las baterías de estado sólido? La seguridad es alta entre ellos, ya que los electrolitos de estado sólido no solo son menos inflamables sino también más estables y menos propensos a la fuga térmica que resulta en explosiones de la batería.
Pero los electrolitos de estado sólido también son menos reactivos que los líquidos, por lo que se puede esperar que duren mucho más. Las baterías de estado sólido también permiten mayores densidades de energía, "hasta dos veces los valores actuales si estas baterías también tienen el ánodo de grafito reemplazado por un ánodo de metal de litio". El aumento de la seguridad, combinado con una vida útil más larga y mayores capacidades hacen que las ventas sean muy atractivas.
Pero nadie sabe cómo elegirán los fabricantes para desplegar baterías de estado sólido. Los fabricantes pueden optar por mantener el tamaño físico de una batería del mismo tamaño que hoy en día, con una mayor duración de la batería como beneficio. O pueden optar por reducir el tamaño total de la batería mientras mantienen la vida útil de la batería "todo el día" a la que estamos acostumbrados.
Esto puede parecer una opción obvia: ¿quién no optaría por un teléfono comercializado con una duración de batería de 2-3 días? - Pero recuerde que las baterías de estado sólido son caras de producir.
Era más probable que las baterías de estado sólido más pequeñas se introdujeran primero con una vida útil de la batería similar a la que estaban obteniendo ahora.
Esto significa que es más probable que veamos baterías de estado sólido más pequeñas introducidas primero con una vida útil de la batería similar a la que estamos obteniendo de los electrolitos a base de líquido existentes. Al menos hasta que se pueda reducir el costo de fabricación de electrolitos de estado sólido.
¿Cuándo llegará?
Entonces, ¿cuándo podemos esperar que las baterías de estado sólido se hagan cargo? Según el Dr. Grande, la industria automotriz es el último juego final. Eso significa que la industria automotriz tendrá que esperar más debido a sus estrictos requisitos de seguridad. Pero eso significa que se puede esperar que otros campos vean baterías de estado sólido desplegadas mucho antes.
Esta tecnología realmente no será lo suficientemente madura para el mercado de la telefonía móvil durante otros 4-5 años.
"El mercado de aviones no tripulados es, en muchos sentidos, un paso inicial para la próxima generación de baterías de estado sólido", dice el Dr. Grande, "y esto sucederá a partir de 2017. El segundo mercado sería dispositivos portátiles y luego productos electrónicos de consumo más grandes como teléfonos inteligentes . Pero esta tecnología no será realmente lo suficientemente madura para el mercado de la telefonía móvil durante otros 4-5 años ".
Incluso con este marco de tiempo bastante familiar, los electrolitos de estado sólido en las baterías, u otra nueva tecnología de baterías, están atrasados desde hace mucho tiempo: “El ion de litio se está acercando a sus limitaciones técnicas y el electrolito líquido es una de las razones para eso. Una vez que los electrolitos de estado sólido estén habilitados en el mercado de drones y en el mercado de productos electrónicos de consumo, todas las compañías verán los beneficios adicionales de usar esta tecnología para fabricar mejores baterías.
Palabra final
Como siempre, el problema es el costo y la adopción masiva. Los costos iniciales de inversión siguen siendo altos y todavía estamos esperando que se defina el modelo de producción en masa convencional. Pero una vez que una compañía como Samsung decide lanzarse a un producto de consumo, los aumentos masivos en el volumen de producción ayudarán a reducir los costos de fabricación.
Lo que los principales fabricantes de baterías han hecho hasta ahora es el control de daños. Sin embargo, no hay una bala de plata a este respecto.
"Lo que los principales fabricantes de baterías han hecho hasta ahora es controlar los daños, es decir, agregar un retardador de llama a un electrolito a base de líquido. Sin embargo, no hay una bala de plata a este respecto. Los fabricantes de baterías han estado agregando aditivos durante años, pero como pueden ver en las noticias, aún pueden ocurrir cosas malas ”.
El estado sólido puede ser el futuro, pero como advierte el Dr. Grande, "todavía no estamos seguros de cuál de estas tecnologías llegará al mercado de masas". También debe admitirse que "lo que hay en este momento no es a la par con el rendimiento de los electrolitos líquidos ”. Pero a medida que la tecnología alcanza la madurez, hay pocas dudas de que el estado sólido se hará cargo.
¿Te gustan los sonidos de las baterías de estado sólido? ¿Crees que esto podría ayudar a la imagen de Samsung?
Si desea unirse al seminario web del Dr. Lorenzo Grande sobre baterías de estado sólido para IDTechEx, haga clic aquí. Hay múltiples sesiones el 25 de octubre.
