Πλεονεκτήματα όλης της στερεάς κατάστασης μπαταρίας λιθίου

Ο λόγος για τον οποίο η όλα-στερεάς κατάστασης λίθιο-ιόντων μπαταρία θα προσελκύσει διεθνείς γίγαντες είναι επειδή αναμένεται να λύσει τις δύο μεγάλες "προκλήσεις" που μαστίζουν σήμερα τη βιομηχανία μπαταριών ενέργειας-πιθανούς κινδύνους για την ασφάλεια και χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα. Τα πλεονεκτήματα όλων των μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης σε σχέση με τις υγρές μπαταρίες ιόντων λιθίου περιλαμβάνουν:

(1) Η μπαταρία λίθιου-λιθίου όλος-στερεάς κατάστασης έχει την υψηλή απόδοση ασφάλειας

Δεδομένου ότι ο υγρός ηλεκτρολύτης περιέχει εύφλεκτους οργανικούς διαλύτες, μια ξαφνική αύξηση της θερμοκρασίας όταν εμφανίζεται εσωτερικό βραχυκύκλωμα θα προκαλέσει εύκολα καύση ή ακόμα και έκρηξη. Είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε μια δομή της συσκευής ασφαλείας που αντιστέκεται στην άνοδο της θερμοκρασίας και βραχυκύκλωμα. Αυτό θα αυξήσει το κόστος, αλλά εξακολουθεί να μην μπορεί να λύσει πλήρως το πρόβλημα της ασφάλειας. . Το Tesla, το οποίο ισχυρίζεται ότι είναι το καλύτερο BMS στον κόσμο, έχει προκαλέσει σοβαρές πυρκαγιές σε δύο ModelS μόνο στην Κίνα φέτος. Πολλά ανόργανα στερεά υλικά ηλεκτρολυτών είναι μη εύφλεκτα, μη διαβρωτικά, μη πτητικά, και δεν έχουν προβλήματα διαρροής. Αναμένεται επίσης να ξεπεράσουν το δενδριτικό φαινόμενο λιθίου. Ως εκ τούτου, όλες οι δευτερογενείς μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης που βασίζονται σε ανόργανους συμπαγείς ηλεκτρολύτες αναμένεται να έχουν υψηλά χαρακτηριστικά ασφαλείας. Οι συμπαγείς ηλεκτρολύτες πολυμερών εξακολουθούν να έχουν κάποιο εύφλεκτο κίνδυνο, αλλά σε σύγκριση με τις μπαταρίες υγρών ηλεκτρολυτών που περιέχουν εύφλεκτους διαλύτες, η ασφάλειά τους βελτιώνεται σημαντικά.

(2) Όλη η στερεάς κατάστασης μπαταρία λίθιου έχει την υψηλή ενεργειακή πυκνότητα

Επί του παρόντος, η ενεργειακή πυκνότητα των κυψελών μπαταριών ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται στην αγορά είναι περίπου 260Wh/kg, και η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών ιόντων λιθίου υπό ανάπτυξη μπορεί να φθάσει τα 300-320Wh/kg. Για μπαταρίες λιθίου σε όλες τις στερεές κατάστασης, εάν το μεταλλικό λίθιο χρησιμοποιείται ως αρνητικό ηλεκτρόδιο, η ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας αναμένεται να φτάσει τα 300-400Wh/kg, ή ακόμα υψηλότερη.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεδομένου ότι η πυκνότητα των στερεών ηλεκτρολυτών είναι υψηλότερη από εκείνη του υγρού ηλεκτρολύτη, για το ίδιο σύστημα θετικών και αρνητικών υλικών ηλεκτροδίων, η ενεργειακή πυκνότητα του υγρού ηλεκτρολύτη είναι σημαντικά υψηλότερη από εκείνη όλων των μπαταριών λιθίου στερεάς κατάστασης. Ο λόγος για τον οποίο η δευτερεύουσα μπαταρία λιθίου σε όλες τις στερεές σε κατάσταση έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα είναι επειδή το αρνητικό ηλεκτρόδιο μπορεί να χρησιμοποιήσει μεταλλικά υλικά λιθίου.

(3) Μεγάλη διάρκεια ζωής κύκλου όλης της στερεάς κατάστασης μπαταρίας λιθίου

Ο στερεός ηλεκτρολύτης αναμένεται να αποφύγει το πρόβλημα του συνεχούς σχηματισμού και της αύξησης της στερεάς διαφανούς ταινίας ηλεκτρολυτών και των dendrites λίθιου που διαπερνά το διαχωριστή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης και απαλλαγής του υγρού ηλεκτρολύτη, και μπορεί πολύ να βελτιώσει την απόδοση του κύκλου και τη διάρκεια ζωής των μπαταριών λιθίου μετάλλου. Έχει αναφερθεί ότι οι μπαταρίες λιθίου μετάλλου λεπτής μεμβράνης από μέταλλο σε όλες τις στερεές ταινίες μπορούν να εναλλάσσονται περισσότερες από 45.000 φορές, αλλά δεν υπάρχουν αναφορές μεγάλης διάρκειας ζωής για μπαταρίες μετάλλων λιθίου μεγάλης χωρητικότητας. Ο κύριος λόγος είναι ότι η απόδοση του κύκλου των ηλεκτροδίων υψηλής χωρητικότητας λιθίου (3mAh/cm2) εξακολουθεί να είναι χαμηλή. Κακή.

(4) Ευρύ λειτουργικό φάσμα θερμοκρασίας για όλες τις μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης

Εάν όλες οι μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης χρησιμοποιούν ανόργανους συμπαγείς ηλεκτρολύτες, η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας αναμένεται να αυξηθεί στους 300C; ή ακόμα και υψηλότερα. Επί του παρόντος, η απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας των μπαταριών λιθίου μεγάλης χωρητικότητας, όλων των στερεών αιθήματων πρέπει να βελτιωθεί. Το συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας της μπαταρίας σχετίζεται κυρίως με τα χαρακτηριστικά υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας του ηλεκτρολύτη και της αντίστασης διασύνδεσης.

(5) Ευρύ ηλεκτροχημικό παράθυρο για όλες τις στερεάς κατάστασης μπαταρίες ιόντων λιθίου

Το παράθυρο ηλεκτροχημικής σταθερότητας της μπαταρίας λιθίου σε όλες τις στερεές συνθήκες είναι ευρύ, φθάνοντας ενδεχομένως το 5V, το οποίο είναι κατάλληλο για υλικά ηλεκτροδίων υψηλής τάσης και είναι ευεργετικό για την περαιτέρω αύξηση της ενεργειακής πυκνότητας. Επί του παρόντος, οι μπαταρίες λιθίου λεπτής μεμβράνης που βασίζονται σε φωσφορικό νιτρίδιο λιθίου μπορούν να λειτουργήσουν στα 4.8V.

(6) Όλες οι μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης έχουν πλεονεκτήματα ευελιξίας

Όλες οι μπαταρίες λιθίου στερεάς κατάστασης μπορούν να προετοιμαστούν σε μπαταρίες λεπτής μεμβράνης και ευέλικτες μπαταρίες, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε έξυπνες φορητές και εμφυτεύσιμες ιατρικές συσκευές στο μέλλον. Σε σύγκριση με τις εύκαμπτες μπαταρίες λιθίου υγρών ηλεκτρολυτών, η συσκευασία είναι ευκολότερη και ασφαλέστερη.

(7) Κατάλληλη αποκατάσταση όλης της στερεάς κατάστασης μπαταρίας λίθιου

Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν δύο μέθοδοι για την ανακύκλωση μπαταριών, η μία είναι υγρή μέθοδος και η άλλη είναι ξηρή μέθοδος. Η υγρή μέθοδος είναι να πάρει έξω το τοξικό και επιβλαβές υγρό πυρήνα, και η ξηρή μέθοδος είναι να εξαχθούν τα αποτελεσματικά συστατικά όπως η σύνθλιψη. Το πλεονέκτημα της μπαταρίας λιθίου σε όλα τα στερεά κατάσταση είναι ότι δεν υπάρχει υγρό σε αυτό, οπότε θεωρητικά δεν πρέπει να υπάρχει υγρό αποβλήτων, και είναι σχετικά απλό να χειριστεί.