Ano ang mga kakaiba at halaga ng solid-state batteries at tradisyonal na mga litso battery?

Mga Pangunahing Teknolohikal na Pagkakaiba

Gumagamit ang mga konvensional na lithium-ion battery ng likido bilang electrolyte, pero iba ang mga solid-state battery. Pinapalitan nila ang likidong electrolyte na ito ng isang maliging anyo o polymer material. Ang pagbabago sa estraktura na ito ay nag-aalis sa mga bahagi na maaaring makasunog. Sa parehong oras, pinapayat nito ang disenyo ng mga cell. Bukod dito, karaniwan ang graphite anodes sa mga tradisyonal na lithium battery. Sa kabila nito, madalas gumagamit ang mga solid-state battery ng lithium metal anodes. Nagagawa ito upang makaimbak ng higit pang enerhiya ang mga solid-state battery sa parehong dami ng puwang.

Mga Benepisyo ng Energy Density at Pagganap

Dahil walang likidong elektrolito ang mga solid-state battery, mas epektibo silang mag - stack ng mga materyales ng electrode. Bilang resulta, ang energy density nila ay 2 hanggang 3 beses na mas mataas kaysa sa mga lithium-ion battery. Ano ang ibig sabihin nito? Sa mga device, ibig sabihin na mas mahabang panahon silang maaaring mag - operate. Sa mga aplikasyon tulad ng elektrikong sasakyan, maaari itong humatol sa isang malaking pag - bawas ng timbang. Nakita sa kamakailang pag - aaral na maaaring maabot ng mga prototipong solid - state cell ang energy density na 500 Wh/kg. Sa kabila nito, ang taas - end na lithium - ion battery ay karaniwang may energy density na 250 - 300 Wh/kg.

Pinagandang Karakteristikang Kaligtasan

Ang mga solid-state battery ay nag-aalis ng mga siklab na organikong sulber. Dahil dito, mas mabuting termal na kagandahang-loob ang mayroon sila, kahit sa ekstremong kondisyon. Nakita sa mga pagsusuri sa laboratoryo na maiiwanan nila ang anyo hanggang 200°C. Sa kabila nito, nararapat mag-ingat ang mga lithium-ion battery mula sa termal na runaway kapag umabot ang temperatura sa 150°C. Ang inayos na ligtas na ito ay nagiging sanhi kung bakit angkop ang mga solid-state battery para sa aplikasyon kung saan mahalaga ang pagpigil ng pagkabigo, tulad ng medikal na implants at aerospace systems.

Bilis ng Pagcharge at Siklo ng Buhay

Ilan sa mga prototipo ng advanced solid-state battery ay maaaring maabot ang 80% ng kanilang kapasidad ng charge sa kurang magkalagit na 15 minuto. At hindi nila nakikita ang problema ng lithium plating na maaaring sugatan ang mga tradisyonal na baterya ng litso. Ang solid electrolyte interface (SEI) sa solid-state batteries ay napakaligaya. Maaari itong dumaan sa higit sa 5,000 charge cycles habang patuloy na nakikipagmga-mga 90% ng kanyang kapasidad. Ang malalim na tagumpay na ito ay talagang mahalaga para sa mga sistema ng pag-aalala sa enerhiya na kinakailangan ay maging charged at discharged nang malalim bawat araw at inaasahan na magtrabaho ng ilang dekada.

Mga Partikular na Paggamit na Kabutihan

Maaaring makamit ng mga sasakyan na elektriko maraming benepisyo mula sa mga solid-state battery. Gamit ang parehong dami ng puwang para sa mga battery packs, maaring dagdagan nila ang kanilang sakayang distansya hanggang 30 - 50%. Pati na rin, binabawasan ang panganib ng sunog. Maaaring magtrabaho ng mas mahaba ang mga portable na medikal na kagamitan sa pagitan ng mga charge nang hindi nawawala ang mga safety standards. Maaring tiisin ng mga solid-state battery ang malawak na saklaw ng temperatura, mula -40°C hanggang 120°C. Nagiging sapat ito upang mangyari ang kanilang paggamit sa industriyal na aparato na nakikitaan sa malubhang kondisyon ng kapaligiran.

Pagsusuri sa Epekto sa Kapaligiran

May mas simpleng arkitektura ng selula ang mga solid-state battery. Ito'y nagpapahiwatig na hindi nila kinakailangan ang maraming kobalto at iba pang mga kontradiktoriyong mineral, na madalas gamitin sa paggawa ng mga lithium-ion battery. Ang katatagan ng mga solid electrolyte ay gumagawa ng ligtas na proseso ng recycling at nagpapahintulot ng mas mataas na rate ng pagbabalik ng materyales. Nagigiit din ang mga tagapagtayo sa pagsunod sa pagbawas ng paggamit ng enerhiya. Inaasang gamitin nila 40% kaunti lang enerhiya kumpara sa mga tradisyonal na paraan ng paggawa ng lithium battery.