مزایای استفاده از تمام باتری های لیتیوم حالت جامد

دلیل اینکه باتری لیتیوم یونی کاملاً جامد باعث جذب غول های بین المللی می شود این است که انتظار می رود این دو&اصلی را حل کند ؛" را به چالش می کشد. که در حال حاضر خطرات بالقوه ایمنی در صنعت باتری برق و تراکم کم انرژی را آزار می دهد. مزایای همه باتری های لیتیوم حالت جامد نسبت به باتری های لیتیوم یون مایع عبارتند از:

(1) باتری لیتیوم-لیتیوم تمام حالت جامد دارای عملکرد ایمنی بالایی است

از آنجا که الکترولیت مایع حاوی حلال های آلی قابل اشتعال است ، افزایش ناگهانی دما در هنگام اتصال کوتاه داخلی به راحتی باعث احتراق یا حتی انفجار می شود. نصب سازه ایمنی که در برابر افزایش دما و اتصال کوتاه مقاومت کند ، ضروری است. این هزینه را افزایش می دهد ، اما هنوز هم نمی تواند به طور کامل مشکل ایمنی را حل کند. . تسلا که ادعا می کند بهترین BMS در جهان است ، باعث آتش سوزی های جدی در دو مدل ModelS فقط در چین در سال جاری شده است. بسیاری از مواد الکترولیت جامد معدنی غیر قابل اشتعال ، خورنده ، غیر فرار هستند و هیچ مشکلی در نشت ندارند. همچنین انتظار می رود آنها بر پدیده دندریتیک لیتیوم غلبه کنند. بنابراین انتظار می رود که تمام باتری های ثانویه لیتیوم حالت جامد مبتنی بر الکترولیت های جامد غیرآلی دارای ویژگی های ایمنی بالایی باشند. الکترولیت های جامد پلیمری هنوز خطر احتراق خاصی دارند ، اما در مقایسه با باتری های الکترولیت مایع حاوی حلال های قابل اشتعال ، ایمنی آنها بسیار بهبود یافته است.

(2) تمام باتری های لیتیوم لیتیوم حالت جامد دارای چگالی انرژی بالایی هستند

در حال حاضر ، چگالی انرژی سلول های باتری لیتیوم یون مورد استفاده در بازار تا حدود 260Wh / kg است و چگالی انرژی باتری های لیتیوم-یون در حال توسعه می تواند به 300-320Wh / kg برسد. برای باتری های لیتیوم حالت جامد ، اگر از لیتیوم فلز به عنوان الکترود منفی استفاده شود ، انتظار می رود که چگالی انرژی باتری به 300-400 وات بر کیلوگرم یا حتی بیشتر برسد.

لازم به ذکر است که از آنجا که تراکم الکترولیت جامد از الکترولیت مایع بیشتر است ، برای همان سیستم الکترود مثبت و منفی ، تراکم انرژی الکترولیت مایع به طور قابل توجهی بالاتر از تمام باتری های لیتیوم حالت جامد است. دلیل اینکه چگالی انرژی بالایی باتری لیتیوم کاملاً حالت جامد دارد ، این است که در الکترود منفی ممکن است از مواد فلزی لیتیوم استفاده شود.

(3) عمر طولانی چرخه تمام باتری های لیتیوم حالت جامد

انتظار می رود که الکترولیت جامد از مشکل تشکیل مداوم و رشد فیلم بین سطحی الکترولیت جامد و دندریت های لیتیوم که در طول فرآیند شارژ و تخلیه الکترولیت مایع ، جدا کننده را سوراخ می کند ، جلوگیری کند و ممکن است عملکرد چرخه و عمر مفید باتری های لیتیوم فلزی را بهبود بخشد . گزارش شده است که می توان باتری های لیتیوم فلزی حالت جامد را با لایه نازک بیش از 45000 بار چرخه زد ، اما هیچ گزارشی از عمر باتری طولانی برای باتری های فلزی لیتیوم با ظرفیت زیاد گزارش نشده است. دلیل اصلی این است که عملکرد چرخه الکترودهای فلزی لیتیوم با ظرفیت بالا (GG gt ؛ 3mAh / cm2) هنوز پایین است. فقیر.

(4) دامنه عملکرد گسترده برای همه باتری های لیتیوم-لیتیوم حالت جامد

اگر باتری های لیتیوم حالت جامد از الکترولیت های جامد معدنی استفاده کنند ، انتظار می رود حداکثر دمای کار تا 300 درجه سانتیگراد افزایش یابد؟ یا حتی بالاتر در حال حاضر ، عملکرد دمای پایین باتری های لیتیوم با حالت جامد با ظرفیت بالا باید بهبود یابد. محدوده دمای کارکرد خاص باتری عمدتا مربوط به مشخصات دمای بالا و پایین الکترولیت و مقاومت رابط است.

(5) پنجره گسترده الکتروشیمیایی برای همه باتری های لیتیوم یون حالت جامد

پنجره پایداری الکتروشیمیایی باتری لیتیوم حالت جامد گسترده است ، احتمالاً به 5 ولت می رسد ، که برای مواد الکترود ولتاژ بالا مناسب است و برای افزایش بیشتر چگالی انرژی مفید است. در حال حاضر ، باتری های لایه نازک لیتیوم مبتنی بر لیتیم نیترید فسفات می توانند با ولتاژ 4.8 ولت کار کنند.

(6) تمام باتری های لیتیوم-لیتیوم حالت جامد دارای مزایای انعطاف پذیری هستند

باتری های لیتیوم کاملاً جامد را می توان به صورت باتری های لایه نازک و باتری های انعطاف پذیر تهیه کرد ، که در آینده می توانند در دستگاه های پزشکی پوشیدنی و کاشتنی استفاده شوند. در مقایسه با باتری های لیتیوم مایع قابل انعطاف ، بسته بندی آسان تر و ایمن تر است.

(7) بازیابی راحت تمام باتری های لیتیوم حالت جامد

به طور کلی ، دو روش برای بازیافت باتری وجود دارد ، یکی روش مرطوب و دیگری روش خشک. روش مرطوب برای بیرون آوردن هسته مایع سمی و مضر است و روش خشک برای استخراج مواد م effectiveثر مانند خرد کردن است. مزیت باتری لیتیوم حالت جامد این است که هیچ مایعی در آن وجود ندارد ، بنابراین از نظر تئوری نباید هیچ مایع زائد وجود داشته باشد و کار با آن نسبتاً ساده است.