Prednosti vseh litijevih baterij v trdnem stanju

Razlog, zakaj bo litij-ionska baterija v vseh trdnih državah pritegnila mednarodne velikane, je zato, ker naj bi rešila dva velika "izziva", ki trenutno ogrožata industrijo električne baterije- potencialne varnostne nevarnosti in nizko gostoto energije. Prednosti vseh litijevih baterij v trdnem stanju pred tekočo litij-iono baterijo vključujejo:

(1) Litij-litijev akumulator v trdnem stanju ima visoko varnostno zmogljivost

Ker tekoči elektrolit vsebuje vnetljiva organska topila, bo nenadno zvišanje temperature, ko pride do notranjega kratkega stika, zlahka povzročilo zgorevanje ali celo eksplozijo. Potrebno je namestiti strukturo varnostnih naprav, ki se upira dvigu temperature in kratkemu stiku. To bo povečalo stroške, vendar še vedno ne more popolnoma rešiti varnostnega problema. . Tesla, ki trdi, da je najboljši BMS na svetu, je samo letos povzročil resne požare v dveh modelih na Kitajskem. Veliko anorganskih trdnih elektrolitov je nevnetljivih, nejedljivih, nestanovitnih in nima težav z uhajanjem. Prav tako naj bi premagali litij-dendritični pojav. Zato naj bi imele vse litijske sekundarne baterije v trdnem stanju, ki temeljijo na anorganskih trdnih elektrolitih, visoke varnostne lastnosti. Polimerni trdni elektroliti imajo še vedno določeno vnetljivo tveganje, v primerjavi s tekočimi elektrolitskih baterijami, ki vsebujejo vnetljiva topila, pa je njihova varnost zelo izboljšana.

(2) Vsa litijev litijev akumulator v trdnem stanju ima visoko energijsko gostoto

Trenutno je energijska gostota litij-ionske baterijske celice, ki se uporabljajo na trgu, do približno 260Wh/kg, energijska gostota litij-ionske baterije v razvoju pa lahko doseže 300-320Wh/kg. Če se kovinski litij uporablja kot negativna elektroda, naj bi energijska gostota baterije dosegla 300-400Wh/kg.

Glede na to, da je gostota trdnega elektrolita višja od gostote tekočega elektrolita, je za isti sistem pozitivnih in negativnih elektrodnih materialov energijska gostota tekočega elektrolita bistveno višja od gostote vseh litijevih baterij v trdnem stanju. Razlog, zakaj ima litijev sekundarni akumulator v trdnem stanju visoko energijsko gostoto, je zato, ker lahko negativna elektroda uporablja kovinske litijske materiale.

(3) Dolga življenjska doba vseh litijevih baterij v trdnem stanju

Od trdnega elektrolita se pričakuje, da se bo izognil problemu stalnega nastanek in rasti trdnih elektrolitnih interfacialnih folij in litijevih dendritov, ki med polnjenjem in praznjenjem tekočega elektrolita prebadajo ločevanje, in lahko zelo izboljšajo delovanje cikla in življenjsko dobo kovinskih litijevih baterij. Poročali so, da je mogoče tanko-filmske kovinske litijeve baterije iz trdnega stanja ciklirati več kot 45.000-krat, vendar ni poročil o dolgi življenjske dobe litijevih kovinskih baterij velikih zmogljivosti. Glavni razlog je, da je ciklovna učinkovitost litijevih kovinskih elektrod visoke prostornine (>3mAh/cm2) še vedno nizka. Slabo.

(4) Širok razpon obratovalne temperature za vse litij-litijeve baterije v trdnem stanju

Če litijeve baterije v trdnem stanju uporabljajo anorganske trdne elektrolite, naj bi se najvišja delovna temperatura povečala na 300C? ali še višje. Trenutno je treba izboljšati nizkotemperaturno zmogljivost litijevih baterij z veliko zmogljivostjo v vse trdnem stanju. Specifično območje temperature delovanja baterije je povezano predvsem z visokimi in nizkotemperaturnimi značilnostmi odpornosti elektrolita in vmesnika.

(5) Široko elektrokemično okno za vse litij-ionske baterije v trdnem stanju

Elektrokemično okno stabilnosti litijske baterije v vse trdnem stanju je široko, po možnosti doseže 5V, ki je primerno za visokonapetostne elektrodne materiale in je koristno za nadaljnje povečanje energijske gostote. Trenutno lahko tanko filmsko litijev akumulator na osnovi litij nitrid fosfata deluje pri 4,8V.

(6) Vse litij-litijeve baterije v trdnem stanju imajo prednosti prilagodljivosti

Litijske baterije v trdnem stanju se lahko pripravijo v tanko filmske baterije in prilagodljive baterije, ki jih lahko v prihodnje uporabljate v pametnih nosilnih in vsadljivih medicinskih pripomočkih. V primerjavi s prilagodljivimi tekočimi litijevimi baterijami je embalaža enostavnejša in varnejša.

(7) Priročna izterjava vseh litijevih baterij v trdnem stanju

Na splošno obstajata dve metodi za recikliranje baterije, ena je namočna metoda, druga pa suha metoda. Zmočna metoda je izvleči strupeno in škodljivo tekoče jedro, suha metoda pa je izvleči učinkovite sestavine, kot je drobljenje. Prednost litijevega akumulatorja v vsem trdnem stanju je v tem, da v tem ni tekočine, zato teoretično ne bi smelo biti tekočine za odpadke, razmeroma preprosto pa je ravnati.