Когда технология литий-ионных аккумуляторов заменила никель-кадмиевые (NiCd) и никель-металлгидридные (NiMh), мы действительно почувствовали, что наступила индустрия электроинструментов. На самом деле, мы сделали. Многие беспроводные инструменты наконец-то смогли заменить модели с питанием от сети благодаря большой мощности и продолжительности работы в течение всего дня. Все может снова измениться с успешной разработкой новой твердотельной батареи.

Новая технология твердотельных аккумуляторов (уже используемая в автомобилях с дистанционным управлением и электронике) обещает более длительный срок службы. Он также может заряжаться и разряжаться быстрее. Наконец, твердотельные могут быть разработаны таким образом, чтобы они не воспламенялись быстро. Возможно, самое главное, его можно производить дешевле. К сожалению, для того, чтобы твердотельные батареи заменили литий-ионные, они должны обеспечивать высокие уровни тока, необходимые для электроинструментов.

Как работает технология твердотельных аккумуляторов?

Джон Гуденаф

Батареи разряжают энергию и взамен заряжают, перемещая ионы между отрицательной и положительной сторонами батареи. Направление сдвига ионов определяет, отдает ли батарея энергию или получает ее. Оттуда мы встречаемся с Джоном Гуденафом (да, это его настоящее имя). Никогда о нем не слышал?

Он один из соавторов литий-ионной батареи. Несмотря на то, что эта технология захватила индустрию электроинструментов всего несколько лет назад, он помог изобрести эту технологию 37 лет назад. В возрасте 94 лет доктор Гуденаф делает гораздо больше, чем достаточно, создавая успешную твердотельную батарею со стеклянным электролитом.

Вместо использования жидкого электролита для переноса ионов между отрицательной и положительной сторонами батареи в твердотельной форме вместо лития используется натрий. Оба являются щелочными металлами, эффективными для транспортировки этих ионов. Учитывая, какая часть поверхности Земли покрыта морской водой, натрий является широко доступной и дешевой альтернативой. Если его можно использовать вместо лития, цены снизятся, даже если производительность будет идентичной. Но, конечно, это не так.

Какие еще есть преимущества?

Когда я говорю, что твердотельная батарея может заряжаться быстро, я имею в виду смехотворно быстро. Литий-ионные аккумуляторы, которые в настоящее время заряжаются часами, будут заряжаться всего за несколько минут. Он намного плотнее литий-ионного и хранит примерно в три раза больше энергии в том же объеме. Вы также получаете аккумулятор с высокой проводимостью до четырех градусов ниже нуля (или -20 градусов по Цельсию).

лучшие зарядные устройства для электроинструментов
Представьте себе, что эти беспроводные зарядные устройства для инструментов вернут вас к работе всего за несколько минут.

Не будем упускать из виду значение стабильности твердотельной батареи. Одной из самых больших опасностей, как Samsung доказала со своим смартфоном S7, является сгорание батареи. Тот факт, что новая технология устраняет этот риск, означает, что производители могут создавать гораздо более агрессивные инструменты с молниеносными зарядными устройствами. Они также могут доставлять их воздушным транспортом, что является огромным преимуществом для аккумуляторов с учетом текущих ограничений.

Использование твердотельной батареи

Есть очевидные продукты, которые могут извлечь выгоду из твердотельной технологии. Почти каждый взрослый (и, по-видимому, ребенок) в Соединенных Штатах и ​​​​других развитых странах теперь носит смартфон. Представьте себе аккумулятор, который будет питать ваш телефон в течение нескольких дней вместо того, чтобы подзаряжать его после напряженного утра — и все это без увеличения размера.

Одной из самых энергоемких групп продуктов, воодушевленных этим прорывом, является производство электромобилей в автомобильной промышленности. Большой запас хода, лучшее ускорение и более низкие цены могут сделать электромобили доступными для большего числа покупателей.

Технология твердотельных аккумуляторов

Но что нас действительно волнует, так это электроинструменты. Теперь у нас есть ленточные шлифовальные машины с батарейным питанием и перфораторы SDS-Max. Продолжают появляться и другие, еще более мощные беспроводные инструменты. Ознакомьтесь с оборудованием Milwaukee MX FUEL для аккумуляторных резчиков, демонстрационных молотков, инверторов и многого другого.

И давайте не будем забывать об уличном силовом оборудовании. В 54-дюймовой газонокосилке Ryobi стоимостью 4999 долларов США используются свинцово-кислотные батареи. Он способен срезать 3,5 акра на одном заряде. Представьте себе, что вы можете сократить в два раза больше!

Ryobi HP Бесщеточная 54-дюймовая газонокосилка Zero Turn

Нижняя линия

Большая мощность, более длительное время работы, более быстрая зарядка, полная стабильность и более низкая цена делают твердотельную батарею идеальным решением для питания практически всего, что использует батареи. Может ли он заменить литий-ионную технологию за одну ночь? Мы должны увидеть. Однако, учитывая информацию, доступную на данный момент, у этого нового прорыва нет очевидных недостатков.

Я официально заявлю, что если это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, то, вероятно, так оно и есть. Однако до тех пор, пока мы не увидим продукты в руках реальных потребителей, нам придется полагаться на лабораторные тесты и научные исследования, чтобы определить, какими будут эти ограничения.

Потребовалось почти 30 лет, чтобы литий-ионная технология нашла свое применение в основных беспроводных инструментах. Один из важных вопросов заключается в том, сколько времени потребуется для внедрения твердотельных аккумуляторов. Еще одна проблема, вызывающая беспокойство у большинства нынешних пользователей беспроводных инструментов, заключается в том, будет ли новый твердотельный аккумулятор работать с инструментом, разработанным для литий-ионного аккумулятора. В конце концов, никель-кадмиевые и литий-ионные аккумуляторы несовместимы друг с другом. Однако мы предполагаем, что, поскольку переход на более умные пакеты и инструменты уже произошел, переход произойдет с большей готовностью.

Будем надеяться, что появление твердотельных батарей не займет много времени. Когда они это сделают, можно поспорить, что мы будем думать о литий-ионных батареях так же, как сейчас о NiCd, и удивляться, как мы раньше строили дом без них.