सॉलिड-स्टेट बॅटरी विकसक फॅक्टोरियल एनर्जीने आणखी एक महत्त्वाची भागीदारी निश्चित केली आहे, यावेळी जपानी सामग्री गट मित्सुई किन्झोकूसोबत, जो जगभरातील सल्फाइड-आधारित सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट्सचे उत्पादन करणाऱ्या मोजक्या कंपन्यांमध्ये गणला जातो. इलेक्ट्रेकने प्रथम असे वृत्त दिले की, हे सहकार्य पुढील पिढीतील बॅटरींच्या केंद्रस्थानी असलेल्या तंत्रज्ञानाच्या उत्पादनवाढीवर थेट लक्ष केंद्रित करते.
बॅटरी क्षेत्रातील निरीक्षकांसाठी, भागीदाराची ओळख ही घोषणेइतकीच महत्त्वाची आहे. सॉलिड-स्टेट सेल्सना आजच्या इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या लिथियम-आयन पॅक्सचा तार्किक उत्तराधिकारी म्हणून दशकभरापेक्षा जास्त काळ प्रचारित केले गेले आहे, ज्यामध्ये उच्च ऊर्जा घनता, जलद चार्जिंग आणि आगीचा कमी धोका यांचे वचन दिले जाते. अभियांत्रिकी संकल्पना क्वचितच अडथळा ठरली आहे. अडचण ही आहे की आशादायक प्रयोगशाळेतील रसायनशास्त्राचे रूपांतर अशा सामग्रीत करणे जी वाहन उत्पादक स्वीकारण्यास तयार असतील त्या किंमतीत टनभर उत्पादन करता येईल.
भागीदार शीर्षकापेक्षा अधिक महत्त्वाचा का आहे
सल्फाइड-आधारित इलेक्ट्रोलाइट्स व्यावहारिक सॉलिड-स्टेट बॅटरीसाठी सर्वाधिक व्यवहार्य मार्गांपैकी एक म्हणून व्यापकपणे पाहिले जातात. ते उच्च आयनिक वाहकता देतात — काही संयोगांमध्ये पारंपरिक लिथियम-आयन सेल्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या द्रव इलेक्ट्रोलाइट्सच्या जवळपास — आणि ते विद्यमान रोल-टू-रोल उत्पादनासारख्या प्रक्रिया पद्धतींसाठी अनुकूल आहेत. पण अडचण ही आहे की ते तयार करणे कठीण, हाताळणे खर्चिक आणि आज जगभरात फक्त मोजक्या पुरवठादारांकडून उत्पादित केले जातात.
ही दुर्मिळताच फॅक्टोरियलच्या भागीदाराच्या निवडीला महत्त्व देते. आणखी एक ऑटोमोटिव्ह सहकार्य करार — जो वर्षानुवर्षे सॉलिड-स्टेट बातम्यांवर वर्चस्व गाजवणारा घोषणांचा प्रकार आहे — जाहीर करण्याऐवजी, कंपनी समीकरणाच्या पुरवठा बाजूकडे लक्ष देत असल्याचे दिसते. विश्वासार्ह, उच्च-प्रमाणातील इलेक्ट्रोलाइट स्रोताशिवाय, कोणताही सेल विकसक व्यावसायिक उत्पादनाचे खात्रीलायक वचन देऊ शकत नाही, त्याची सेल रचना कितीही सुंदर असली तरी.
अद्याप सामग्रीची कमतरता असलेला उद्योग
सॉलिड-स्टेट क्षेत्राने अब्जावधी गुंतवणूक आकर्षित केली आहे, परंतु पैसा असमानपणे वाहत आला आहे. सेल विकसक, वाहन उत्पादक आणि व्हेंचर फंड सर्व आशादायक स्टार्टअप्सना पाठिंबा देण्यास तयार आहेत, तर इलेक्ट्रोलाइट पावडरचे संश्लेषण आणि शुद्धीकरण हा कमी आकर्षक व्यवसाय कमी लक्ष मिळवला आहे. परिणामी, प्रात्यक्षिक टप्प्यावर निरोगी दिसणारी आणि औद्योगिक टप्प्यावर नाजूक असलेली पाइपलाइन तयार झाली आहे.
सेल विकसकाला सामग्री तज्ञासोबत जोडणे हा ही तफावत भरून काढण्याचा एक सामान्य मार्ग आहे. सामग्री भागीदार प्रक्रिया ज्ञान, विद्यमान उत्पादन पायाभूत सुविधा आणि इतर उद्योगांना दशकांपासून पुरवठा करून तयार केलेली गुणवत्ता-नियंत्रण शिस्त आणतो. सेल विकसक मागणी, सेल-स्तरीय रचना कौशल्य आणि परिणामी उत्पादन वाहनांमध्ये आणण्यासाठी आवश्यक ग्राहक संबंध आणतो.
दीर्घ संधी असलेले गर्दीचे क्षेत्र
फॅक्टोरियल रिकाम्या रिंगणात स्पर्धा करत नाही. डझनभर स्टार्टअप्स आणि अनेक मोठे उत्पादक सॉलिड-स्टेट रसायनशास्त्रांचा पाठपुरावा करत आहेत, जे ऑक्साइड, पॉलिमर, हायब्रिड आणि सल्फाइड दृष्टिकोनांमध्ये विभागलेले आहेत. प्रत्येकाचे तोटे-फायदे आहेत: ऑक्साइड्स हवेत अधिक स्थिर असतात परंतु प्रक्रिया करणे कठीण, पॉलिमर लवचिक असतात परंतु वाहकतेत मर्यादित, आणि सल्फाइड्स एका आकर्षक मध्यम मार्गावर आहेत ज्यामुळे ते ऑटोमोटिव्ह-दर्जाच्या कामगिरीचा पाठपुरावा करणाऱ्या विकसकांसाठी लोकप्रिय लक्ष्य बनले आहेत.
स्पर्धात्मक तर्कशास्त्र ज्याला पायलट लाइन्सपासून खऱ्या कारखान्यांपर्यंत सर्वात वेगाने जातो त्याला पुरस्कृत करते. यासारख्या घोषणा म्हणजे, प्रत्यक्षात, सुरुवातीपासून तयार करण्याऐवजी प्रस्थापित उत्पादकाचा उत्पादन अनुभव घेऊन तो कालावधी कमी करण्याचा प्रयत्न.
उत्पादनवाढीत प्रत्यक्षात काय समाविष्ट आहे
सॉलिड इलेक्ट्रोलाइटची उत्पादनवाढ म्हणजे फक्त मोठा प्रतिक्रिया भांडे चालवणे नव्हे. प्रमाण वाढल्यावर अनेक तांत्रिक अडथळे उद्भवतात:
- सातत्य: इलेक्ट्रोलाइट पावडरने बॅचनंतर बॅच एकसमान कण आकार, शुद्धता आणि स्फटिक रचना टिकवली पाहिजे, कारण लहान फरक सेल कामगिरी खालावू शकतो.
- आर्द्रता नियंत्रण: सल्फाइड सामग्री आर्द्रतेशी सहज प्रतिक्रिया देते, त्यामुळे उत्पादन, साठवण आणि हाताळणीसाठी नियंत्रित वातावरण आवश्यक आहे ज्यामुळे खर्च आणि गुंतागुंत वाढते.
- प्रति किलोग्राम खर्च: तयार बॅटरी पारंपरिक लिथियम-आयन पॅक्सशी किंमतीत स्पर्धा करू शकेल इतपत कच्चा माल आणि ऊर्जा खर्च कमी होणे आवश्यक आहे.
- इंटरफेस अभियांत्रिकी: अगदी निर्दोष इलेक्ट्रोलाइटनेही एनोड आणि कॅथोडशी स्थिर संपर्क तयार केला पाहिजे, ही समस्या मोठ्या सेल स्वरूपांमध्ये अधिक तीव्र होते.
- पात्रता चक्र: नवीन सामग्री उत्पादन वाहनात प्रवेश करण्यापूर्वी वाहन उत्पादकांना सामान्यतः वर्षानुवर्षे चाचणी आवश्यक असते.
यापैकी प्रत्येक गोष्ट वैज्ञानिक शोधापेक्षा उत्पादन शिस्त आहे, म्हणूनच औद्योगिक सामग्री अनुभव असलेला भागीदार आणखी एका व्हेंचर निधीच्या फेरीपेक्षा अधिक मौल्यवान ठरू शकतो.
ऊर्जा साठवणुकीसाठी मोठे चित्र
सॉलिड-स्टेट सेल्स मोठ्या प्रमाणात उत्पादनापर्यंत पोहोचले तर, त्याचे परिणाम प्रवासी कारांपलीकडे विस्तारतात. उच्च ऊर्जा घनता म्हणजे दिलेल्या बॅटरी वजनासाठी हलके पॅक आणि जास्त रेंज — इलेक्ट्रिक ट्रक, बस आणि विमानांसाठी ही मोठी मर्यादा आहे. सुधारित औष्णिक स्थिरता पॅक कूलिंग आणि आग-नियंत्रण प्रणाली सोपी करू शकते, ज्यामुळे खर्च आणि गुंतागुंत दोन्ही कमी होतात. लिथियम प्लेटिंगशी संबंधित ऱ्हासाशिवाय जलद चार्जिंग हे आणखी एक दीर्घकाळ शोधले जाणारे लक्ष्य आहे.
स्थिर साठवण हे दुय्यम बक्षीस आहे. ग्रिड-स्केल बॅटरी कच्च्या ऊर्जा घनतेपेक्षा खर्च, चक्र आयुष्य आणि सुरक्षिततेला प्राधान्य देतात, आणि डेंड्राइट निर्मितीला प्रतिरोध करणारा सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट द्रव प्रणालींमध्ये अव्यवहार्य असलेल्या रसायनशास्त्रांसाठी दार उघडू शकतो.
पुढे काय पाहावे
येथून सर्वात उपयुक्त संकेत वक्तृत्वपूर्ण नसून ठोस असतील. प्रमाण निर्दिष्ट करणारे पुरवठा करार, पायलट उत्पादन लाइन्सचे वेळापत्रक, जाहीर केलेले इलेक्ट्रोलाइट खर्च, आणि शेवटी या रसायनशास्त्रासाठी वचनबद्ध होणाऱ्या वाहन कार्यक्रमाचे नामकरण. यापैकी कोणतेही भागीदारी हेतूपासून अंमलबजावणीकडे सरकत असल्याचे दर्शवेल.
सध्या, फॅक्टोरियल–मित्सुई किन्झोकू युती सॉलिड-स्टेट शर्यत कशी लढली जात आहे यातील व्यापक बदल अधोरेखित करते. विजेते सर्वात चमकदार प्रयोगशाळेतील निकाल असलेल्या कंपन्या नसतील, तर सर्वात कमी आकर्षक समस्या प्रथम सोडवणाऱ्या कंपन्या असतील: पावडर, शुद्धता आणि उत्पादन लाइन्स. फॅक्टोरियलने आता त्या बाजूने पैज लावली आहे, आणि येणारी वर्षे दर्शवतील की सामग्रीची अडचण हीच खरी अडथळा होती का.
हा लेख इलेक्ट्रेकच्या वृत्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on electrek.co
