Bateria De Estado Sólido: Somente quando as baterias de estado sólido chegarem, você comprará um carro elétrico

De Fouad Sabry

O que é bateria de estado sólido

Em vez dos eletrólitos de gel líquido ou de polímero encontrados em baterias de íon de lítio ou polímero de lítio, as baterias de estado sólido usam eletrodos sólidos e um eletrólito sólido. Esse tipo de tecnologia de bateria é conhecido como tecnologia de bateria de estado sólido.

Como você se beneficiará

(I) Insights e validações sobre os seguintes tópicos :

Capítulo 1: Bateria de estado sólido

Capítulo 2: Bateria de íons de lítio

Capítulo 3: Bateria de sal fundido

Capítulo 4: Nanobaterias

Capítulo 5: Capacitor de íons de lítio

Capítulo 6: Bateria de lítio-metal recarregável

Capítulo 7: Bateria de lítio-enxofre

Capítulo 8: Bateria de íon-lítio de película fina

Capítulo 9: Nanoarquiteturas para baterias de íon-lítio

Capítulo 10: Bateria de lítio-ar

Capítulo 11: Célula eletroquímica metal-ar

Capítulo 12: Bateria de íons de potássio

Capítulo 13: Bateria de íons de sódio

Capítulo 14: Peter Bruce

Capítulo 15: Bateria de íon de alumínio

Capítulo 16: Pesquisa em baterias de íon de lítio

Capítulo 17: Bateria de magnésio

Capítulo 18 : Bateria de vidro

Capítulo 19: Bateria de cálcio

Capítulo 20: Lítio alumínio germânio p fosfato

Capítulo 21: Bateria de silício de estado sólido

(II) Respondendo às principais perguntas do público sobre bateria de estado sólido.

(III) Exemplos do mundo real para o uso de bateria de estado sólido em muitos campos.

(IV) 17 apêndices para explicar, resumidamente, 266 tecnologias emergentes em cada setor para ter uma compreensão completa de 360 ​​graus das tecnologias de bateria de estado sólido.

Para quem é este livro

Profissionais, estudantes de graduação e pós-graduação, entusiastas, hobistas e aqueles que desejam ir além do conhecimento básico ou da informação para qualquer tipo de estado sólido bateria.

• Idioma: Português
• Editora: Um Bilhão Bem Informado [Portuguese]
• Data de lançamento: 8 de nov. de 2022

Pré-visualização do livro

Direitos autorais

Direitos de autor © da bateria de Estado Sólido 2022 por Fouad Sabry. Todos os direitos reservados.

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida sob qualquer forma ou por qualquer meio eletrónico ou mecânico, incluindo sistemas de armazenamento e recuperação de informações, sem autorização por escrito do autor. A única exceção é por um revisor, que pode citar pequenos excertos numa revisão.

Capa desenhada por Fouad Sabry.

Este livro é uma obra de ficção. Nomes, personagens, lugares e incidentes são produtos da imaginação do autor ou são usados de forma fictícia. Qualquer semelhança com pessoas reais, vivas ou mortas, eventos ou locais é inteiramente coincidência.

Bónus

Pode enviar um e-mail para [e-mail] com a linha de assunto Bateria de Estado Sólido: Só quando as baterias em estado sólido chegarem, vai comprar um carro elétrico, e receberá um e-mail que contém os primeiros capítulos deste livro.

Fouad Sabry

Visite o site 1BK em

www.1BKOfficial.org

Prefácio

Por que escrevi este livro?

A história de escrever este livro começou em 1989, quando eu era estudante na Escola Secundária de Estudantes Avançados.

É notavelmente como as escolas STEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática), que estão agora disponíveis em muitos países avançados.

O STEM é um currículo baseado na ideia de educar os alunos em quatro disciplinas específicas - ciência, tecnologia, engenharia e matemática - numa abordagem interdisciplinar e aplicada. Este termo é normalmente usado para abordar uma política de educação ou uma escolha curricular nas escolas. Tem implicações no desenvolvimento da força de trabalho, nas preocupações de segurança nacional e na política de imigração.

Havia uma aula semanal na biblioteca, onde cada aluno é livre de escolher qualquer livro e ler durante 1 hora. O objetivo da aula é incentivar os alunos a lerem outras disciplinas que não o currículo educativo.

Na biblioteca, enquanto olhava para os livros nas prateleiras, notei livros enormes, num total de 5.000 páginas em 5 partes. O nome dos livros é A Enciclopédia da Tecnologia, que descreve tudo à nossa volta, from absoluto zero a semicondutores, quase todas as tecnologias, na altura, foram explicadas com ilustrações coloridas e palavras simples. Comecei a ler a enciclopédia, e claro, não consegui terminá-la na aula semanal de 1 hora.

Então, convenci o meu pai a comprar a enciclopédia. O meu pai comprou-me todas as ferramentas tecnológicas no início da minha vida, o primeiro computador e a primeira enciclopédia tecnológica, e ambos têm um grande impacto em mim e na minha carreira.

Terminei toda a enciclopédia nas mesmas férias de verão deste ano, e então comecei a ver como o universo funciona e como aplicar esse conhecimento aos problemas do dia-a-dia.

A minha paixão pela tecnologia começou há mais de 30 anos e ainda assim a viagem continua.

Este livro faz parte da Enciclopédia das Tecnologias Emergentes que é a minha tentativa de dar aos leitores a mesma experiência incrível que tive quando andava no liceu, mas em vez de tecnologias do século XX, estou mais interessado nas tecnologias emergentes do século XXI, aplicações e soluções industriais.

A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes será composta por 365 livros, cada livro será focado numa única tecnologia emergente. Pode ler a lista de tecnologias emergentes e a sua categorização pela indústria na parte de Em breve, no final do livro.

365 livros para dar aos leitores a oportunidade de aumentar os seus conhecimentos sobre uma única tecnologia emergente todos os dias, no decurso de um ano.

Introdução

Como escrevi este livro?

Em todos os livros de A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes, estou a tentar obter insights instantâneos, de pesquisa bruta, diretamente das mentes das pessoas, tentando responder às suas perguntas sobre a tecnologia emergente.

Há 3 mil milhões de pesquisas no Google todos os dias, e 20% delas nunca foram vistas antes. São como uma linha direta para os pensamentos das pessoas.

Às vezes, é Como é que retiro o encravamento de papel. Outras vezes, são os medos e os desejos secretos que só se atreveriam a partilhar com o Google.

Na minha busca para descobrir uma mina de ouro inexplorada de ideias de conteúdo sobre Bateria de Estado Sólido, uso muitas ferramentas para ouvir dados autocompletos de motores de busca como o Google, e depois rapidamente escolho todas as frases e perguntas úteis, as pessoas estão a perguntar em torno da palavra-chave Bateria de Estado Sólido.

É uma mina de ouro de pessoas introspeção, posso usar para criar conteúdo fresco, ultra-útil, produtos e serviços. Do tipo que pessoas, como tu, realmente querem.

As pesquisas de pessoas são o conjunto de dados mais importante alguma vez recolhido na psique humana. Portanto, este livro é um produto ao vivo, e constantemente atualizado por cada vez mais respostas para novas perguntas sobre Bateria de Estado Sólido, feitas por pessoas, tal como tu e eu, a questionarem-se sobre esta nova tecnologia emergente e gostariam de saber mais sobre isso.

A abordagem para escrever este livro é obter um nível mais profundo de compreensão de como as pessoas procuram em torno de Bateria de Estado Sólido, revelando perguntas e perguntas que eu não pensaria necessariamente fora da minha cabeça, e respondendo a estas perguntas em palavras super fáceis e digestivas, e para navegar o livro de uma forma simples.

Por isso, quando se trata de escrever este livro, assegurei-me de que está o mais otimizado e direcionado possível. Este propósito do livro está a ajudar as pessoas a compreender e a desenvolver os seus conhecimentos sobre a Bateria do Estado Sólido. Estou a tentar responder as perguntas das pessoas o mais de perto possível e a mostrar muito mais.

É uma forma fantástica e bonita de explorar questões e problemas que as pessoas têm e responder diretamente, e adicionar insights, validação e criatividade ao conteúdo do livro – até mesmo pitchs e propostas. O livro revela áreas ricas, menos aglomeradas e, por vezes, surpreendentes, de procura de investigação que eu não alcançaria de outra forma. Não há dúvida de que, espera-se que aumente o conhecimento da mente dos potenciais leitores, depois de ler o livro usando esta abordagem.

Apliquei uma abordagem única para tornar o conteúdo deste livro sempre fresco. Esta abordagem depende de ouvir as mentes das pessoas, utilizando as ferramentas de escuta de pesquisa. Esta abordagem ajudou-me a:

Conheça os leitores exatamente onde estão, para que eu possa criar conteúdo relevante que atinge um acorde e impulsiona mais compreensão ao tema.

Mantenha o meu dedo firmemente no pulso, para que eu possa obter atualizações quando as pessoas falam sobre esta tecnologia emergente de novas maneiras, e monitorizar as tendências ao longo do tempo.

Descobrir tesouros ocultos de perguntas precisa de respostas sobre a tecnologia emergente para descobrir insights inesperados e nichos ocultos que impulsionam a relevância do conteúdo e lhe dão uma vantagem vencedora.

O bloco de construção para escrever este livro inclui o seguinte:

(1) Deixei de perder tempo com a intuição e a adivinhação sobre os conteúdos desejados pelos leitores, preenchi o conteúdo do livro com o que as pessoas precisam e despedi-me das intermináveis ideias de conteúdo baseadas em especulações.

(2) Tomei decisões sólidas e tomei menos riscos, para conseguir lugares na primeira fila para o que as pessoas querem ler e querem saber - em tempo real - e utilizar dados de pesquisa para tomar decisões ousadas, sobre quais os tópicos a incluir e quais os tópicos a excluir.

(3) Racionalizei a minha produção de conteúdos para identificar ideias de conteúdo sem ter de analisar manualmente as opiniões individuais para poupar dias e até semanas de tempo.

É maravilhoso ajudar as pessoas a aumentar os seus conhecimentos de uma forma simples, respondendo apenas às suas perguntas.

Penso que a abordagem da escrita deste livro é única à medida que se colide, e acompanha as questões importantes que os leitores fazem sobre os motores de busca.

Agradecimentos

Escrever um livro é mais difícil do que pensava e mais gratificante do que alguma vez poderia imaginar. Nada disto teria sido possível sem o trabalho concluído por investigadores de prestígio, e gostaria de reconhecer os seus esforços para aumentar o conhecimento do público sobre esta tecnologia emergente.

Dedicatória

Para os esclarecidos, aqueles que vêem as coisas de forma diferente, e querem que o mundo seja melhor. Podes discordar demasiado deles, e podes discutir ainda mais com eles, mas não podes ignorá-los, e não podes subestimá-los, porque mudam sempre as coisas... empurram a raça humana para a frente, e enquanto alguns podem vê-los como os loucos ou amadores, outros vêem génio e inovadores, porque aqueles que são iluminados o suficiente para pensar que podem mudar o mundo, são os que o fazem, e levam as pessoas à iluminação.

Epígrafe

Em vez dos eletrólitos de gel líquido ou polímero encontrados nas baterias de iões de lítio ou de polímeros de lítio, as baterias em estado sólido utilizam elétrodos sólidos e um eletrólito sólido. Este tipo de tecnologia de bateria é conhecida como tecnologia de baterias em estado sólido.

Tabela de Conteúdos

Direitos autorais

Bónus

Prefácio

Introdução

Agradecimentos

Dedicatória

Epígrafe

Tabela de Conteúdos

Capítulo 1: Bateria de estado sólido

Capítulo 2: Bateria de iões de lítio

Capítulo 3: Nanobatteries

Capítulo 4: Nanobatteries

Capítulo 5: Condensador de iões de lítio

Capítulo 6: Bateria de iões de lítio de película fina

Capítulo 7: Bateria de enxofre de lítio

Capítulo 8: Bateria de iões de lítio de película fina

Capítulo 9: Nanoarquites para baterias de iões de lítio

Capítulo 10: Bateria de ar de lítio

Capítulo 11: Célula eletroquímica de ar metálico

Capítulo 12: Bateria de iões de potássio

Capítulo 13: Bateria de iões de sódio

Capítulo 14: Peter Bruce

Capítulo 15: Bateria de iões de alumínio

Capítulo 16: Investigação em baterias de iões de lítio

Capítulo 17: Bateria de magnésio

Capítulo 18: Bateria de vidro

Capítulo 19: Bateria de cálcio

Capítulo 20: Fosfato de alumínio germânio de lítio

Capítulo 21: Bateria de silício de estado sólido

Epílogo

Sobre o Autor

Brevemente

Apêndices: Tecnologias Emergentes em Cada Indústria

Capítulo 1: Bateria de estado sólido

As baterias em estado sólido são um tipo de tecnologia de baterias que utilizam elétrodos sólidos e um eletrólito sólido, ao contrário dos eletrólitos de gel líquido ou polímero que são usados em baterias de iões de lítio ou polímeros de lítio. As baterias de iões de lítio e as baterias de polímeros de lítio utilizam este tipo de eletrólitos.

Embora os eletrólitos sólidos foram inicialmente encontrados no século XIX, a sua ampla utilização tem sido dificultada por uma série de obstáculos, incluindo baixas densidades energéticas e fraca estabilidade química. Um ressurgimento do interesse pela tecnologia de baterias em estado sólido pode ser relacionado com a evolução das últimas décadas do século XX e das primeiras décadas do século XXI, particularmente no contexto dos automóveis elétricos a partir dos anos 2010.

As baterias de estado sólido têm o potencial de fornecer respostas a uma série de problemas que estão presentes nas baterias de iões de lítio líquidos. Estas questões incluem inflamabilidade, tensão restrita, criação instável da interfase sólida-electrólito, fraco desempenho do ciclo e força.

Michael Faraday fez a descoberta inovadora do sulfureto de prata e do chumbo(II) entre os anos de 1831 e 1834, que estabeleceu as bases para o campo da iónica de estado sólido.

À medida que nos mudamos para o novo século, os avanços tecnológicos, os investigadores dos sectores automóvel e dos transportes, bem como as empresas que operam nessas áreas, testemunharam um ressurgimento do interesse pela tecnologia de baterias em estado sólido.

Em 2011, a Bolloré lançou uma frota dos seus carros modelo BlueCar, no início, em conjunto com um programa de carsharing Autolib, após o qual foi disponibilizado ao público em geral.

O objetivo do veículo era ilustrar a amplitude das potenciais aplicações para as células elétricas da empresa, foi alimentado por um eletrólito polimérico e uma bateria de polímero metálico de lítio (LMP) que foi avaliada a 30 kWh, o sal de lítio é dissolvido num co-polímero para gerar este material (polioxietileno).

Em 2012, a Toyota rapidamente seguiu o exemplo e começou a realizar pesquisas experimentais sobre baterias de estado sólido para uso no setor automóvel, de forma a manter a sua posição de player competitivo no mercado de veículos elétricos (EV). Simultaneamente, a Volkswagen começou a formar alianças estratégicas com uma série de pequenas empresas tecnológicas especializadas na tecnologia.

No evento Battery Japan, em fevereiro de 2012, a ProLogium Technology estreou-se e revelou a sua bateria FLCB (FPC Lithium Ceramic). Este foi um dispositivo que fundiu uma bateria de estado sólido com um subtrato FPC (circuito impresso flexível). Uma vez que a capacidade máxima da bateria é de apenas 25 mAh e funciona a 3,8 V, um veículo elétrico precisaria de pelo menos cem vezes mais células Murata para fornecer a mesma quantidade de energia.

Em setembro de 2021, a Toyota tornou pública a sua intenção de adotar baterias em estado sólido em algumas próximas versões dos seus automóveis.

Os materiais candidatos a eletrólitos de estado sólido (SSEs) incluem vários tipos de cerâmica, como o ortosilicato de lítio, Existe o potencial para que as baterias de estado sólido sejam úteis em uma variedade de aplicações, incluindo RFIDs, pacemakers, gadgets wearables e carros elétricos.

O hidrido de iões, o hidriumo-metálico de níquel (NiMH), o chumbo-ácido e o condensador elétrico de dupla camada são alguns dos vários tipos de tecnologia de bateria que podem ser encontrados em veículos híbridos e elétricos plug-in (ou ultracapacitor), em agosto de 2020, a Toyota iniciou o processo de realização de testes rodoviários do seu protótipo LQ Concept, que tinha uma bateria em estado sólido. A Toyota revelou o seu plano para o desenvolvimento e entrega de baterias em setembro de 2021. De acordo com este plano, a bateria de estado sólido será usada primeiro nos carros elétricos híbridos da empresa para tirar partido das qualidades que tem.

Prevê-se que a realização de novos gadgets wearables que sejam mais fiáveis do que nunca e mais pequenos do que nunca tenham as características de alta densidade energética e a capacidade de manter um alto desempenho mesmo em ambientes difíceis.

Março do ano de 2021, a Hitachi Zosen Corporation, empresa especializada na produção de produtos industriais, criou uma bateria de estado sólido, possuindo uma das maiores capacidades do mercado de acordo com as suas reivindicações, bem como uma discussão sobre a sua utilização nas graves circunstâncias do ambiente espacial.

Já chegaram a um consenso com a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) para realizar testes espaciais nas suas baterias em estado sólido, e a bateria irá alimentar equipamentos de câmaras no Módulo Experimenta do Japão Kibō na Estação Espacial Internacional (ISS).

Há muito que as baterias em estado sólido são conhecidas pelos seus elevados custos de produção.

Operações a baixas temperaturas podem criar