היתרונות של כל סוללת ליתיום במצב מוצק

הסיבה לכך שסוללת הליתיום-יון במצב המוצק תמשוך ענקים בינלאומיים היא משום שהיא צפויה לפתור את שני ה-&הגדולים; אתגרים" הפוגעים כיום בסכנות החשמל הסוללות הפוטנציאליות בתעשייה ובצפיפות האנרגיה הנמוכה. היתרונות של כל סוללות הליתיום במצב מוצק על פני סוללות ליתיום-יון נוזליות כוללות:

(1) סוללת ליתיום-ליתיום במצב מלא מוצקה עם ביצועי בטיחות גבוהים

מכיוון שהאלקטרוליט הנוזלי מכיל ממסים אורגניים דליקים, עלייה פתאומית בטמפרטורה כאשר מתרחש קצר חשמלי תביא בקלות לבעירה או אפילו לפיצוץ. יש צורך להתקין מבנה מכשיר בטיחות העמיד בפני עליית טמפרטורה וקצר. זה יגדיל את העלות, אבל זה עדיין לא יכול לפתור לחלוטין את בעיית הבטיחות. . הטסלה, הטוענת שהיא מערכת ה- BMS הטובה בעולם, גרמה לשריפות חמורות בשני ModelS רק בסין השנה. חומרים אלקטרוליטים מוצקים אורגניים רבים אינם דליקים, אינם מאכלים, אינם נדיפים, ואין להם בעיות דליפה. הם צפויים להתגבר גם על תופעת הדנדריטים ליתיום. לכן, כל הסוללות המשניות במצב מוצק המבוססות על אלקטרוליטים מוצקים אורגניים צפויות להיות בעלות מאפייני בטיחות גבוהים. לאלקטרוליטים מוצקים פולימריים יש סיכון דליק מסוים, אך בהשוואה לסוללות אלקטרוליטים נוזליות המכילות ממיסים דליקים, בטיחותם משתפרת מאוד.

(2) לכל סוללת הליתיום במצב מוצק יש צפיפות אנרגיה גבוהה

נכון לעכשיו, צפיפות האנרגיה של תאי סוללת ליתיום-יון המשמשים בשוק היא עד כ -260 וואט / ק"ג, וצפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום-יון הנמצאות בפיתוח יכולה להגיע ל -300-320 וואט / ק"ג. עבור סוללות ליתיום של כל מצב מוצק, אם משתמשים בליתיום מתכתי כאלקטרודה השלילית, צפיפות האנרגיה של הסוללה צפויה להגיע 300-400Wh / ק"ג, או אפילו גבוה יותר.

יש לציין כי מכיוון שצפיפות האלקטרוליט המוצק גבוהה מזו של האלקטרוליט הנוזלי, עבור אותה מערכת של חומרי אלקטרודה חיוביים ושליליים, צפיפות האנרגיה של אלקטרוליט נוזלי גבוהה משמעותית מזו של כל סוללות הליתיום במצב מוצק. הסיבה שבסוללת הליתיום המשנית של כל מצב מוצק יש צפיפות אנרגיה גבוהה היא בגלל שהאלקטרודה השלילית עשויה להשתמש בחומרי ליתיום מתכתיים.

(3) חיי מחזור ארוכים של כל סוללת הליתיום במצב מוצק

האלקטרוליט המוצק צפוי להימנע מבעיית היווצרות מתמדת וצמיחת סרט אלקטרוליטי מוצק ודנדריטים ליתיום החודרים את המפריד במהלך טעינת ופריקה של האלקטרוליט הנוזלי, ועשוי לשפר מאוד את ביצועי המחזור ואת חיי השירות של סוללות ליתיום ממתכת. . דווח כי ניתן להעביר מחזור סוללות ליתיום ממתק בעלות סרט דק של מצב מלא יותר מ- 45,000 פעמים, אך אין דיווחים על אורך חיים ארוך של סוללות ליתיום בעלות קיבולת גדולה. הסיבה העיקרית היא שביצועי המחזור של אלקטרודות מתכת ליתיום בעלות קיבולת גבוהה (GG gt; 3mAh / cm2) עדיין נמוכים. עני.

(4) טווח טמפרטורות פעולה רחב לכל סוללות הליתיום-ליתיום במצב מוצק

אם סוללות ליתיום של כל מצב מוצק משתמשות באלקטרוליטים מוצקים אורגניים, טמפרטורת ההפעלה המרבית צפויה להיות מוגברת ל -300 צלזיוס? או אפילו גבוה יותר. נכון לעכשיו, יש לשפר את ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של סוללות ליתיום בעלות קיבולת גדולה. טווח הטמפרטורות הספציפי של הסוללה קשור בעיקר למאפייני הטמפרטורה הגבוהה והנמוכה של ההתנגדות לאלקטרוליט וממשק.

(5) חלון אלקטרוכימי רחב לכל סוללות הליתיום-יון במצב מוצק

חלון היציבות האלקטרוכימי של סוללת הליתיום של כל מצב מוצק רחב, ואולי מגיע ל -5 וולט, שמתאים לחומרי אלקטרודה במתח גבוה ומועיל להגדיל עוד יותר את צפיפות האנרגיה. נכון לעכשיו, סוללות ליתיום בעלות סרט דק מבוססות על פוספט ליתיום ניטריד יכולות לעבוד ב -4.8 וולט.

(6) לכל סוללות הליתיום-ליתיום במצב מוצק יתרונות גמישים

ניתן להכין את סוללות הליתיום של כל מצב מוצק לסוללות סרט דק וסוללות גמישות, שניתן להשתמש בהן בעתיד במכשירים רפואיים לבישים וניתנים להשתלה. בהשוואה לסוללות ליתיום גמישות נוזליות אלקטרוניות, האריזה קלה ובטוחה יותר.

(7) התאוששות נוחה של כל סוללת הליתיום במצב מוצק

באופן כללי, ישנן שתי שיטות למיחזור סוללות, האחת היא שיטה רטובה והשנייה היא שיטה יבשה. השיטה הרטובה היא הוצאת הליבה הנוזלית הרעילה והמזיקה, והשיטה היבשה היא חילוץ החומרים היעילים כמו ריסוק. היתרון של סוללת הליתיום של כל המוצקים היא שאין בה נוזל, ולכן תיאורטית לא צריך להיות נוזל פסולת, והיא יחסית פשוטה לטיפול.