Mitkä ovat kiinteän tilan akkujen ja perinteisten litiumakkujen eroja ja etuja?

Perustavanlaatuiset teknologiset erot

Perinteiset liitium-ion-akut käyttävät nestemäistä elektrolyyttiä, mutta kiinteän tilan akut ovat erilaisia. Ne korvaavat tämän nestemäisen elektrolyytin kiinteällä keramiikalla tai polymeerimateriaalilla. Tämä rakenteellinen muutos poistaa osat, jotka voivat syttyä. Samalla se mahdollistaa tiiviimpien solumallien suunnittelu. Lisäksi perinteiset liitiumakut käyttävät yleensä grafiittia anodeina. Vastoin tätä, kiinteän tilan akut käyttävät usein liitiummetallianodeja. Tämä auttaa kiinteän tilan akkuja tallentamaan enemmän energiaa samassa määrässä tilaa.

Energiantoimitus ja suorituskykyiset edut

Koska kiinteät tilatunnisteet eivät sisällä nestemaisia elektrolyttejä, niiden on helpompi pinoittaa elektrodimateriaaleja tehokkaammin. Seurauksena heidän energiatiheys on 2-3 kertaa suurempi kuin liitium-ioniketjuissakin. Mitä tämä tarkoittaa? Laitteille se merkitsee, että ne voivat toimia pidempään. Sähköautojen kaltaisissa sovelluksissa se voi johtaa huomattavaan painon vähennykseen. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että prototyypin kiinteät tilatunnisteet voivat saavuttaa energiatiheyden 500 Wh/kg. Vertailun kannalta korkealajien liitium-ioniketjusten energiatiheys on yleensä 250-300 Wh/kg.

Parannettu turvallisuus

Kiinteät tilatunnistepatterit poistavat poltettavia orgaanisia liuoksia. Tämän ansiosta niillä on huomattavasti parempi lämpötilan vakaus, jopa äärimmäisissä olosuhteissa. Laboratoriotestit ovat osoittaneet, että ne pystyvät säilyttämään rakenteensa lämpötiloilla jopa 200°C. Toisaalta, litium-ion akkujen riski lämpötilakarkaumasta kasvaa, kun lämpötila nousee 150°C. Tämä sisäänrakennettu turvallisuusominaisuus tekee kiinteistä tilatunnistepattereista erittäin sopivia sovelluksille, joissa epäonnistumisen estaminen on erittäin tärkeää, kuten lääketieteellisissä implantteissa ja ilmakehäsysteemeissä.

Lataussuuruus ja kiertelämä

Joitain edistyneitä kiinteän tilan akkujen prototyypejä pystyvät saavuttamaan 80 % varastointikapasiteetistaan alle 15 minuutissa. Ja niillä ei ole litiumplaatteen ongelmaa, joka voi vahingoittaa perinteisiä liitiumakkujen. Kiinteän elektrolyyttijohdon (SEI) kiinteissä akkuissa on erittäin vakaa. Se voi käydä yli 5 000 latauskykliä ja säilyttää yli 90 % kapasiteetistaan. Tämä pitkäkestoinen kestovarmuus on todella tärkeää energianvarastointijärjestelmissä, jotka täyttyvät ja tyhjennetään syvällisesti joka päivä ja joita odotetaan kestämän vuosikymmeniä.

Sovelluskohtaiset edut

Sähköajoneuvot voivat hyötyä paljon kiinteän tilan akkuja käyttämällä. Käyttämällä samaa määrää tilaa akkupakkeille, ne voivat lisätä kuljettavaansa matkaansa 30 - 50%. Lisäksi tulemisen riski vähenee. Kantoista lääketeknisiä laitteita voidaan käyttää pidempään välillä latauksien välissä ilman turvallisuusnormien rikkomista. Kiinteät tilan akut sietävät leveän lämpötilakisaran, -40°C:stä 120°C:een. Tämä tekee niistä luotettavia käytettäväksi teollisessa laitteistossa, joka altistelee ankariin ympäristöolosuhteisiin.

Ympäristövaikutusten harkinta

Kiinteät tilan akut ovat yksinkertaisemmat solurakenteeltaan. Tämä tarkoittaa, että niiden ei tarvitse niin paljon kobaltia ja muita konfliktimineraleja, jotka käytetään yleisesti liitium-ion-akkuja valmistettaessa. Kiinteiden elektrolyttien vakaus tekee kierrätyksen turvallisemmaksi ja mahdollistaa korkeammat materiaalinhankintakerrat. Valmistajat tekivät myös edistystä energiankulutuksen vähentämisessä. He pyrkivät käyttämään 40% vähemmän energiaa verrattuna perinteisiin liitium-akun tuotantomenetelmiin.