Aké sú rozdiely a výhody pevných stavových baterií a tradičných litných baterií?

Základné technologické rozdiely

Konvenčné lihtové akumulátory používajú kapalný elektrolyt, ale pevné stavové batérie sú iné. Nahradia tento kapalný elektrolyt pevným keramickým alebo polymerovým materiálom. Táto zmena štruktúry odstráni komponenty, ktoré môžu chytieť ohňom. Zároveň to umožňuje kompaktnejšie dizajny buniek. Okrem toho tradičné lihtové batérie obvykle majú anódy zo grafitu. Na odlas, pevné stavové batérie často používajú anódy z lihového kovu. To pomáha pevným stavovým batériam uchovávať viac energie v rovnakej miere priestoru.

Výhody hustoty energie a výkonu

Keďže pevné elektrolytové batérie nemajú tekuté elektrolyty, môžu usporiadať elektrodové materiály oveľa efektívnejšie. V dôsledku čoho je ich energetická hustota 2 až 3 krát vyššia ako u litniových ionových baterií. Čo to znamená? No, pre zariadenia to znamená, že môžu bežať dlhšiu dobu. V aplikáciách ako elektrické autá to môže spôsobiť významné zníženie hmotnosti. Nedávne výskumy ukázali, že prototypy pevných elektrolytových buniek môžu dosiahnuť energetickú hustotu 500 Wh/kg. Na porovnanie, vysoko kvalitné litniové ionové baterie obvykle majú energetickú hustotu 250 - 300 Wh/kg.

Zlepšené bezpečnostné charakteristiky

Pevné elektrolytové batérie odstránia vylepšovateľné organické roztoky. Preto majú oveľa lepšiu tepelnú stabilitu, aj v extrémnych podmienkach. Laboratórne stresové testy zistili, že môžu udržiavať svoju štruktúru až do 200 °C. Naproti tomu sú lihtiové ionové akumulátory v riziku termickej eskalácie, keď dosiahne teplota 150 °C. Táto zabudovaná bezpečnostná funkcia robí pevné elektrolytové batérie veľmi vhodnými pre aplikácie, kde je prevencia zlyhania mimoriadne dôležitá, ako sú medicínske implantáty a letecké systémy.

Rýchlosť nabitia a životnoschopnosť cyklov

Niektoré pokročilé prototypy pevných elektrónových akumulátorov môžu dosiahnuť 80 % svojej kapacity nabitia menej ako za 15 minút. A nemajú problém s litným platingom, ktorý môže poškodiť tradičné lihtové akumulátory. Pevná elektrolitická rozhranie (SEI) v pevných akumulátoroch je veľmi stabilné. Dokáže prejsť viac než 5 000 cyklov nabíjenia a stále si udržiava viac než 90 % svojej kapacity. Táto dlhodobá odolnosť je naozaj dôležitá pre systémy úložiska energie, ktoré sa musia dennodenne hlboko nabájať a vybájať a očakáva sa od nich, že budú trvať desaťročia.

Výhody špecifické pre aplikácie

Elektrické vozidlá môžu veľmi profitoovať od pevných elektrónových akumulátorov. Pomocou rovnakého množstva miesta pre batériové baliky môžu zvýšiť svoj dosah o 30 - 50 %. Okrem toho je znížené riziko požiaru. Prenosné medicínske zariadenia môžu bežať dlhšiu dobu medzi nabitiami bez újmy v bezpečnostných štandardoch. Pevné elektrónove akumulátory môžu tolerovať široký rozsah teplot, od -40 °C do 120 °C. To ich činí spoľahlivými na použitie v priemyselnom vybavení, ktoré je vystavené prísnym environmentálnym podmienkam.

Zváženie vplyvu na životné prostredie

Pevné elektrónove akumulátory majú jednoduchšiu bunkovú architektúru. To znamená, že nepotrebné toľko kobaltu a iných konfliktových minerálov, ktoré sa bežne používajú pri výrobe lihtium-ionových akumulátorov. Stabilita pevných elektrolítov urobí recyklačný proces bezpečnejším a umožní vyššie percentu získania materiálov. Výrobcovia tiež dosahujú pokrok v redukcií spotreby energie. Cieľom je použiť o 40 % menej energie v porovnaní s tradičnými metodami výroby lihtiumových akumulátorov.