新しいテクノロジーはどのようなタスクを解決しますか？
リチウムイオン技術の創造のために、3 人の科学者が
電気自動車用電池の開発、倉庫テクノロジーと宇宙産業ははるかに速く起こっています。技術的なブレークスルーは大衆市場でも起こるでしょうが、そのためには、モバイル機器メーカーは付加価値の重要な要素としてデバイスの自律性を選択する必要があります。ただし待ち時間は長くなります。国際エネルギー機関は、今後数十年間はリチウム電池が主要な技術であり続けると推定しています。新しい開発品は、早ければ 2025 年までには市場に投入されると予測されています。しかし、現在、将来の変化の基礎が築かれつつあり、主なトレンドは、急速充電技術、寸法の縮小、バッテリー寿命の延長に関連しています。
高速充電用のスタートアップ
高速充電技術には3つの主要なものがありますモーメント：充電アルゴリズム、エネルギーパラメータ、導体断面積。モバイルテクノロジーについて話している場合、その充電はさまざまなコネクタやケーブルを意味するものではありません。 Type-Cは業界標準になっているため、PowerDeliveryやQuickChargeなどの充電アルゴリズムが前面に出てきています。
彼らの主な仕事は、より多くの転送を確実にすることです許容電流強度（最大3 A）を超えずに、同じワイヤを通過するエネルギー量。ただし、デバイスは充電中に過熱してはならないため、今日では、充電電圧を上げるだけでなく、電力を徐々に減らす特別なアルゴリズムの開発にも焦点を当てています（バッテリーが充電レベルを回復するため）。さらに、急速充電技術は、特定のメーカーのエコシステムへの消費者の「拘束力」を確実にするポイントの1つになりつつあります。
カナダのスタートアップGBatteriesが解決しようとしています人工知能を使用して電荷をすばやく補充するタスク。絶えず変化する電流の連続するマイクロパルスのおかげで、高速充電が行われます。充電ステーションにはスマートなアルゴリズムが組み込まれています。それらは、次のインパルスを送信するタイミングを正確に決定し、バッテリーに害を及ぼさないように電圧レベルを決定します。この技術は、現世代のリチウムイオン電池と組み合わせる予定です。このアイデアのおかげで、電気自動車のバッテリーは5〜10分で充電を補充できるようになる予定です。カナダ人は他の機器用の充電ステーションも開発しています。
急速充電技術は、イスラエルのスタートアップStoreDot。充電器の動作を変更する代わりに、彼らはバッテリー自体の化学的性質に目を向けました。グラファイトの代わりに、スズ、ゲルマニウム、シリコンが有機化合物と組み合わせて使用されます。電動スクーターに使用されていたバッテリーはわずか5分で補充されました。専門家は、同じくらい速く再充電できる電話バッテリーを開発しています。スタートアップの投資家には、メルセデスダイムラーとサムスンが含まれます。しかし、繰り返しになりますが、問題は価格にあります-最初はバッテリーは間違いなく安くはありません。
超薄型バッテリーを約束するスタートアップ
リチウム電池について言えば、約1mmの厚さのバッテリーを製造することは非常に実現可能です。ただし、容量を維持する必要がある場合は、バッテリー内の活性物質の物理的体積を変更しないでください。その結果、スリムでありながら非常に幅の広いバッテリーになります。同時に、デバイスのエネルギー効率指標は、標準の「対応する部品」の指標よりも低くなります。
そのため、超薄型リチウム電池が求められています計装の特定の領域でのみ。マスマーケットに関しては、コンパクトなデバイスが常に求められています。たとえば、連邦流通ネットワークのエネルゴンの外部バッテリーのラインでは、Revolter5000モデルの厚さはわずか5mmであり、そのような寸法はすでに消費者に超薄型フォーマットとして認識されています。
節約するテクノロジーの中で縮小しながらのバッテリー容量-日本からのスタートアップ。たとえば、3Dom（2014年に東京大学に登場したスタートアップ）。 2022年までに、計画にはリチウム金属電池の生産が含まれます。これは、同じ寸法で、最新のリチウムイオン電池よりも効率的です。
日本の技術はカーボンの置き換えに基づいています金属リチウムの原料。このような化学反応によりエネルギー密度は高まりますが、同時に短絡や火災の危険性も高まります。
スタートアップ：長寿命
利用可能な電極材料はたくさんありますが、LTOやNMCなどの優れたサイクリング安定性を提供します。しかし、コストがかかるため、このようなバッテリーは一般消費者市場では入手できません。そして今のところ、状況がすぐに変わるという前提条件はありません。
しかし、変化は起こっています-現場だけでなくデバイスの化学的性質だけでなく、コントローラー、電荷管理、デバイスのエネルギー効率。組み合わせて使用すると、バッテリーの寿命が大幅に延びます。大胆な約束を愛するイーロン・マスクでさえ、完全に新しい技術を探さないで、リチウムイオン電池を改善することがより有望であることを認めました。
これから登場する新しいテクノロジーの中には、高価な金属を安価で一般的な物質に置き換えた電池を市場に提供します。たとえば、アメリカの新興企業コナミクスは、コンゴで採掘される元素であるコバルトを除去すると約束している。この共和国政府は原材料に対する税金を絶えず引き上げています。現在の開発では、電気自動車のバッテリーに含まれるこの金属の含有量が 20% から 4% に削減される予定です。
バッテリーが有望な技術の開発をどのように妨げるか
残念ながら、現場での進展は遅い多くの点で二次電池は関連産業の発展を制限します。スマートフォン、ラップトップ、電気自動車はますます技術的に「詰め込まれ」、ますます多くのエネルギーを必要としています。たとえば、アクティブなスマートフォンユーザーのバッテリー寿命は6〜8時間です。さらに、平均して、ロシア人は毎日10〜12のアプリケーションを開きます。この点で、スマートフォン開発者は省エネプログラムを選択します。一部のメーカーはデフォルトでアプリケーションをファームウェアに組み込みますが、他のメーカーはユーザーに選択を任せます-彼らはそれらをダウンロードすることを提案します。効率的なバッテリーが利用可能になると、プログラムを使用する可能性が高まります。
もう一つの方向性は太陽エネルギーです。ほとんどの設置は多くのスペースを必要とし、高価です。太陽光発電システムの導入コストの大部分は、エネルギーを蓄えるバッテリーの購入に関係していることは周知の事実です。したがって、より安価でエネルギー効率の高いストレージにより、グリーンテクノロジーの導入が大幅に促進されるでしょう。
効率的なエネルギー貯蔵の探求が起こり、太陽エネルギーの分野で。たとえば、スタンフォード大学の研究者は、代替案、つまり生物学的システムの使用を提案しています。この技術には、バクテリアMethanococcusmaripaludisを使用したメタンの抽出が含まれます。その後、既存のインフラストラクチャーのおかげで電気に変換される予定です。
見た目を阻害する理由はいくつかあります新しい、より効率的なバッテリー。その1つは、開発コストが非常に高いことです。 Lux Research によると、新興企業がエネルギー貯蔵と輸送の分野で新しいソリューションの発見に集中し続けるには、平均して 8 年間で最大 4,000 万ドルかかります。たとえば、日本の企業であるニューエナジー＆amp;産業技術総合開発機構は新型電池の開発に９０００万ドルを割り当てた。しかし、多くの場合、スタートアップは資金を探す必要があります。たとえば、StoreDot はクラウドファンディングに目を向け、625 万ドルの投資を集めることに成功しました。
新しい開発の複製には、より多くの費用がかかります高価な。新しい生産ラインを作り、関連する問題を解決するだけでも約5億ドルが必要と推定されているため、奇跡のように見える技術が必ずしも迅速に開発されるとは限りません。
新しいテクノロジーの導入は迅速ではありません。結局、安定したリチウムイオン電池が誕生してから量産が始まるまでに10年以上が経過しました。
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