Prednosti svih čvrstih litijumskih baterija

Razlog zašto će potpuno čvrsta litijum-jonska baterija privući međunarodne divove je taj što se očekuje da će riješiti dva glavna&izazova: GG; koji trenutno muče potencijalne sigurnosne rizike u industriji električnih baterija i nisku gustinu energije. Prednosti svih čvrstih litijumskih baterija u odnosu na tečne litijum-jonske baterije uključuju:

(1) Čvrsta litijum-litijumska baterija ima visoke sigurnosne performanse

Budući da tečni elektrolit sadrži zapaljiva organska otapala, nagli porast temperature kada se dogodi unutrašnji kratki spoj lako će izazvati sagorijevanje ili čak eksploziju. Potrebno je ugraditi sigurnosnu strukturu uređaja koja se odupire porastu temperature i kratkom spoju. To će povećati troškove, ali još uvijek ne može u potpunosti riješiti sigurnosni problem. . Tesla, za koji se tvrdi da je najbolji BMS na svijetu, samo je u Kini ove godine izazvao ozbiljne požare na dva ModelS-a. Mnogi anorganski kruti elektrolitni materijali su nezapaljivi, nekorozivni, nehlapljivi i nemaju problema s curenjem. Očekuje se da će i oni prevladati litijum-dendritični fenomen. Stoga se očekuje da će sve solidne litijumske sekundarne baterije na bazi anorganskih čvrstih elektrolita imati visoke sigurnosne karakteristike. Čvrsti polimerni elektroliti i dalje imaju određeni zapaljivi rizik, ali u poređenju sa baterijama sa tečnim elektrolitima koje sadrže zapaljiva rastvarače, njihova sigurnost je znatno poboljšana.

(2) Sve čvrste litijumske litijumske baterije imaju visoku gustinu energije

Trenutno je gustina energije litijum-jonskih baterija koje se koriste na tržištu do oko 260Wh / kg, a gustina energije litijum-jonskih baterija u razvoju može dostići 300-320Wh / kg. Ako se za negativne elektrode koristi metalni litijum za potpuno čvrste litijumske baterije, očekuje se da će gustina energije akumulatora doseći 300-400Wh / kg ili čak više.

Treba imati na umu da je, budući da je gustina čvrstog elektrolita veća od gustoće tečnog elektrolita, za isti sistem pozitivnih i negativnih elektrodnih materijala, gustina energije tečnog elektrolita znatno je veća od gustine svih čvrstih litijumskih baterija. Razlog zašto potpuno čvrsta litijumska baterija ima visoku gustinu energije je taj što negativna elektroda može koristiti metalne litijumske materijale.

(3) Dugi vijek trajanja svih čvrstih litijumskih baterija

Očekuje se da će čvrsti elektrolit izbjeći problem kontinuiranog stvaranja i rasta čvrstog elektrolita međufaznim filmom i litijevim dendritima koji probijaju separator tijekom procesa punjenja i pražnjenja tekućeg elektrolita, a može uvelike poboljšati performanse ciklusa i vijek trajanja metalnih litijumskih baterija . Izvješteno je da se tankoslojne metalne litijumske baterije u cijelom stanju mogu biciklirati više od 45.000 puta, ali nema izvještaja o dugom vijeku trajanja litijumskih baterija velikog kapaciteta. Glavni razlog je taj što su performanse ciklusa litij-metalnih elektroda velikog kapaciteta (GG gt; 3mAh / cm2) i dalje niske. Jadno.

(4) Širok opseg radne temperature za sve solid litijum-litijumske baterije

Ako litijumske baterije u čvrstom stanju koriste anorganske čvrste elektrolite, očekuje se da će se maksimalna radna temperatura povećati na 300 ° C? ili čak više. Trenutno je potrebno poboljšati performanse niskotemperaturnih potpuno čvrstih litijumskih baterija. Specifični raspon radne temperature akumulatora uglavnom se odnosi na visoke i niske temperaturne karakteristike elektrolita i otpor interfejsa.

(5) Široki elektrohemijski prozor za sve solid litijum-jonske baterije

Prozor elektrokemijske stabilnosti potpuno čvrste litijumske baterije je širok, moguće je da dostigne i 5 V, što je pogodno za visokonaponske elektrode i korisno je za daljnje povećanje gustine energije. Trenutno tankoplastične litijumske baterije na bazi litijum nitrid fosfata mogu raditi na 4,8 V.

(6) Sve čvrste litijum-litijumske baterije imaju prednosti fleksibilnosti

Potpuno čvrste litijumske baterije mogu se pripremiti u tankoslojne i fleksibilne baterije, koje će se u budućnosti moći koristiti u pametnim nosivim i implantabilnim medicinskim uređajima. U poređenju sa fleksibilnim tečnim elektrolitnim litijumskim baterijama, pakovanje je lakše i sigurnije.

(7) Prikladan oporavak svih čvrstih litijumskih baterija

Uopšteno govoreći, postoje dva načina recikliranja baterija, jedan je mokar, a drugi suhi. Vlažna metoda je uklanjanje otrovne i štetne tekuće jezgre, a suha metoda ekstrakcije djelotvornih sastojaka poput drobljenja. Prednost potpuno čvrste litijumske baterije je u tome što u njoj nema tečnosti, pa teoretski ne bi trebalo biti otpadne tečnosti, a njome je relativno jednostavno rukovati.