В чем разница между твердотельными батареями и литий-ионными батареями?

В настоящий момент , большинство электромобилей и систем хранения энергии используютлитий-ионные батареи . Хотя они имеют высокую плотность энергии и быструю скорость зарядки, у них есть проблемы, такие как безопасность. Поэтому, промышленность активно разрабатывает твердотельные аккумуляторы, ожидается, что он заменит традиционные литий-ионные батареи.

Что такое твердотельный аккумулятор?

Твердотельные батареи - это тип аккумуляторной технологии. В отличие от литий-ионных аккумуляторов и литий-ионных полимерных аккумуляторов, которые обычно используются сегодня, твердотельные батареи - это батареи, в которых используются твердые электроды и твердые электролиты..

В твердотельной ионике, твердотельная батарея — это батарея, в которой используются твердые электроды и твердый электролит. Твердотельные батареи обычно имеют более низкую плотность мощности и более высокую плотность энергии. Благодаря высокому соотношению мощности к весу твердотельных аккумуляторов, это идеальные батареи для электромобилей .

Что такое литий-ионный аккумулятор?

Литий-ионный аккумулятор является вторичной батареей. (аккумулятор) это в основном зависит от движения ионов лития между положительным и отрицательным электродами для работы. В процессе зарядки и разрядки, Li+ интеркалирует и деинтеркалирует между двумя электродами.: во время зарядки, Li+ деинтеркалируется с положительного электрода, внедряется в отрицательный электрод через электролит, а отрицательный электрод находится в состоянии, богатом литием; во время разряда, все наоборот.

Литий-ионные батареи были впервые разработаны японской корпорацией Sony в 1990 году. Они заключаются в интеркалировании ионов лития в углерод. (нефтяной кокс и графит) для формирования отрицательного электрода (традиционныйлитиевые батареи использовать литий или литиевые сплавы в качестве отрицательного электрода). LixCoO2 обычно используется в качестве катодного материала., Также используются LixNiO2 и LixMnO4., и электролит LiPF6 + диэтиленкарбонат (ЕС) + диметилкарбонат (ДМС).

В чем разница между твердотельными батареями и литий-ионными батареями?

Основное различие между твердотельными батареями и литий-ионными батареями заключается в электролите. Электролит ионов лития жидкий и существует в виде геля и полимера., что затрудняет падение веса батареи. Кроме того, энергия одноголитиевая батарейка упаковка не высокая, поэтому несколько аккумуляторных батарей должны быть соединены последовательно, добавление дополнительного веса. Стоимость инжиниринга, производство и установка аккумуляторной батареи составляют большую часть общей стоимости электромобиля..

Помимо проблем с весом, электролиты также легко воспламеняются, неустойчив к высоким температурам, есть проблемы с тепловым разгоном, и может привести к серьезному пожару в случае автомобильной аварии. Электролиты также склонны замерзать при низких температурах., сокращение срока службы батареи. Кроме того, электролит разъедает внутренние компоненты батареи, и процесс зарядки и разрядки также будет генерировать дендриты, снижение емкости, производительность и срок службы батареи.

Внутри твердотельной батареи нет тяжелого жидкого электролита., а твердый электролит в виде стекла, керамический, или другие материалы. Общая структура твердотельных аккумуляторов аналогична конструкции традиционных литий-ионных аккумуляторов., и методы зарядки и разрядки аналогичны, а потому что жидкости нет, внутренняя часть батареи более плотная, объем меньше, и плотность энергии увеличивается. Если литий-ионный аккумулятор в электромобиле заменить твердотельным аккумулятором того же объема, электрическая мощность теоретически может быть увеличена более чем 2 раз.

Кроме того, твердотельная литиевая батарея легче по весу, и не требует контроля, система охлаждения и теплоизоляции литий-ионного аккумулятора. Шасси может освободить больше места для аккумулятора, что значительно увеличивает срок службы батареи электромобиля.

Кроме того, твердотельные батареи можно заряжать быстрее, чем литий-ионные., не имеют проблем с коррозией, и иметь более долгую жизнь. По поводу рабочей температуры, твердотельный аккумулятор термически стабилен и не замерзнет при низких температурах, что может обеспечить автономную работу электромобилей для пользователей, проживающих в средних и высоких широтах.