Výhody všetkých Solid-State Lítiová batéria

Dôvodom, prečo all-solid-state lítium-iónová batéria bude priťahovať medzinárodných gigantov je preto, že sa očakáva, že riešenie dvoch hlavných "problémov", ktoré v súčasnosti trápia batérie priemysel-potenciálne bezpečnostné riziká a nízka hustota energie. Výhody všetkých polovodičových lítiových batérií oproti kvapalným lítium-iónovými batériami zahŕňajú:

(1) Lítium-lítium-lítiová batéria v celom pevnom stave má vysoký bezpečnostný výkon

Keďže kvapalný elektrolyt obsahuje horľavé organické rozpúšťadlá, náhle zvýšenie teploty pri vnútornom skrate ľahko spôsobí spaľovanie alebo dokonca explóziu. Je potrebné nainštalovať konštrukciu bezpečnostného zariadenia, ktorá odoláva nárastu teploty a skratu. Tým sa zvýšia náklady, ale stále nemôže úplne vyriešiť bezpečnostný problém. . Tesla, ktorá tvrdí, že je najlepší BMS na svete, spôsobila vážne požiare v dvoch modeloch len v Číne v tomto roku. Mnohé anorganické pevné elektrolytové materiály sú nehorľavé, nekorozívne, neprchavé a nemajú žiadne problémy s únikom. Očakáva sa tiež, že prekonajú dendritický jav lítia. Preto sa očakáva, že všetky polovodičové lítiové sekundárne batérie založené na anorganických pevných elektrolytoch budú mať vysoké bezpečnostné vlastnosti. Polymérové pevné elektrolyty majú stále určité horľavé riziko, ale v porovnaní s kvapalnými elektrolytovými batériami obsahujúcimi horľavé rozpúšťadlá sa ich bezpečnosť výrazne zlepšuje.

(2) Všetky polovodičie lítiové batérie má vysokú energetickú hustotu

V súčasnosti je energetická hustota lítium-iónových batériových článkov používaných na trhu približne 260Wh/kg a energetická hustota lítium-iónových batérií vo vývoji môže dosiahnuť 300 – 320Wh/kg. V prípade lítiových batérií s pevným stavom, ak sa ako negatívna elektróda používa kovové lítium, očakáva sa, že hustota energie batérie dosiahne 300 – 400Wh/kg alebo dokonca vyššiu.

Treba poznamenať, že keďže hustota tuhého elektrolytu je vyššia ako hustota kvapalného elektrolytu, pre ten istý systém pozitívnych a negatívnych elektródových materiálov je energetická hustota kvapalného elektrolytu výrazne vyššia ako hustota všetkých lítiových batérií s pevným stavom. Dôvodom, prečo all-solid-state lítium sekundárne batérie má vysokú energetickú hustotu je preto, že negatívne elektródy môžu používať kovové lítiové materiály.

(3) Dlhá životnosť všetkých polovodidlových lítiových batérií

Očakáva sa, že pevný elektrolyt sa vyhne problému nepretržitej tvorby a rastu pevných elektrolytov medzifálnych filmov a lítium-dendrites prepichnutých separátorom počas procesu nabíjania a vybíjania kvapalného elektrolytu a môže výrazne zlepšiť výkon cyklu a životnosť kovových lítiových batérií. Bolo hlásené, že tenká-film all-solid-state kovové lítiové batérie môžu byť koloval viac ako 45.000 krát, ale nie sú tam žiadne správy o dlhú životnosť cyklu pre veľkokapacitné lítium-kovové batérie. Hlavným dôvodom je, že výkon cyklu vysoko-plocha-kapacita lítium-kovové elektródy (>3mAh/cm2) je stále nízka. Chudobných.

(4) Široký rozsah prevádzkovej teploty pre všetky lítium-lítiové batérie s pevným stavom

Ak lítiové batérie v celom pevnom stave používajú anorganické pevné elektrolyty, očakáva sa, že maximálna prevádzková teplota sa zvýši na 300C? alebo dokonca vyššie. V súčasnosti je potrebné zlepšiť výkon lítiových batérií s nízkou teplotou veľkokapacitných all-solid-state. Špecifický rozsah prevádzkovej teploty batérie súvisí najmä s vysokými a nízkymi teplotným charakteristikami elektrolytu a odporu rozhrania.

(5) Široké elektrochemické okno pre všetky polovodičie lítium-iónové batérie

Elektrochemické stabilizačné okno all-solid-state lítiovej batérie je široká, prípadne dosahuje 5V, čo je vhodné pre vysokonapäťové elektródové materiály a je prínosom pre ďalšie zvýšenie hustoty energie. V súčasnosti môžu lítiové batérie s tenkými filmami na báze fosforečnanu nitridu lítiového pracovať pri 4,8 V.

(6) Všetky lítium-lítiové batérie s pevným stavom majú výhody flexibility

Lítiové batérie v celom pevnom stave je možné pripraviť na batérie s tenkými filmami a ohybné batérie, ktoré môžu byť v budúcnosti použité v inteligentných nositeľných a implantovateľných zdravotníckych pomôckach. V porovnaní s flexibilnými lítiovými batériami z kvapalného elektrolytu je balenie jednoduchšie a bezpečnejšie.

(7) Pohodlné zotavenie všetkých polovodidlových lítiových batérií

Všeobecne povedané, existujú dve metódy recyklácie batérií, jedna je mokrá metóda a druhá suchá metóda. Mokrá metóda je vytiahnuť toxické a škodlivé kvapalné jadro, a suchá metóda je extrahovať účinné zložky, ako je drvenie. Výhodou all-solid-state lítiovej batérie je, že nie je kvapalina v ňom, takže teoreticky by nemala byť žiadna odpadová kvapalina, a to je pomerne jednoduché zvládnuť.