Prednosti svih čvrstih litijevih baterija

Razlog zbog kojeg će potpuno čvrsta litij-ionska baterija privući međunarodne divove je taj što se očekuje da će riješiti dva glavna&izazova: GG; koji trenutno muče potencijalne sigurnosne rizike u industriji baterija i nisku gustoću energije. Prednosti svih čvrstih litijevih baterija u odnosu na tekuće litij-ionske baterije uključuju:

(1) Potpuno čvrsta litij-litijeva baterija ima visoke sigurnosne performanse

Budući da tekući elektrolit sadrži zapaljiva organska otapala, nagli porast temperature kada se dogodi unutarnji kratki spoj lako će uzrokovati izgaranje 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, koji tvrdi da je najbolji BMS na svijetu, ove je godine samo u Kini izazvao ozbiljne požare na dva ModelS-a. Mnogi anorganski kruti materijali elektrolita nisu zapaljivi, nekorozivni, ne hlapljivi i nemaju problema s curenjem. Od njih se također očekuje da prevladaju litij-dendritični fenomen. Stoga se očekuje da će sve solidne litijeve sekundarne baterije na bazi anorganskih čvrstih elektrolita imati visoke sigurnosne karakteristike. Čvrsti polimerni elektroliti još uvijek imaju određeni goriv rizik, ali u usporedbi s tekućim elektrolitskim baterijama koje sadrže zapaljiva otapala, njihova je sigurnost znatno poboljšana.

(2) Sve čvrste litijeve litijske baterije imaju visoku gustoću energije

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

Treba imati na umu da je, budući da je gustoća krutog elektrolita veća od gustoće tekućeg elektrolita, za isti sustav pozitivnih i negativnih elektrodnih materijala, gustoća energije tekućeg elektrolita znatno je veća od one kod svih čvrstih litijevih baterija. Razlog zašto potpuno čvrsta litijeva sekundarna baterija ima visoku gustoću energije je taj što negativna elektroda može koristiti metalne litijeve materijale.

(3) Dugi vijek trajanja svih čvrstih litijevih 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 litijevih baterija . Izviješteno je da se tankoslojne metalne litijeve baterije u čvrstom stanju mogu biciklirati više od 45 000 puta, ali nema izvještaja o dugom vijeku trajanja litij-metalnih baterija velikog kapaciteta. Glavni je razlog taj što su performanse ciklusa litij-metalnih elektroda velikog kapaciteta (GG gt; 3mAh / cm2) i dalje niske. Jadno.

(4) Širok raspon radne temperature za sve polutrajne litij-litijeve baterije

Ako litijeve baterije u punom stanju koriste anorganske krute elektrolite, očekuje se da će se maksimalna radna temperatura povećati na 300 ° C? ili čak više. Trenutačno treba poboljšati izvedbu litij-baterija velikog kapaciteta u velikom stanju. Specifični raspon radnih temperatura akumulatora uglavnom se odnosi na visoke i niske temperaturne karakteristike elektrolita i otpor sučelja.

(5) Široki elektrokemijski prozor za sve krute litij-ionske baterije

Prozor elektrokemijske stabilnosti potpuno čvrste litijeve baterije je širok, moguće je i do 5V, što je prikladno za visokonaponske elektrode i korisno je za daljnje povećanje gustoće energije. Trenutno tankoplastične litijeve baterije na bazi litij nitrid fosfata mogu raditi na 4,8 V.

(6) Sve čvrste litij-litijeve baterije imaju prednosti fleksibilnosti

Potpuno čvrste litijeve baterije mogu se pripremiti u tankoslojne i fleksibilne baterije koje se u budućnosti mogu koristiti u pametnim nosivim i ugradivim medicinskim uređajima. U usporedbi s fleksibilnim tekućim elektrolitskim litijevim baterijama, pakiranje je lakše i sigurnije.

(7) Prikladan oporavak svih čvrstih litijevih baterija

Općenito govoreći, postoje dvije metode recikliranja baterija, jedna je mokra metoda, a druga suha. Vlažna metoda je uklanjanje otrovne i štetne tekuće jezgre, a suha metoda ekstrakcije učinkovitih sastojaka poput drobljenja. Prednost potpuno čvrste litijeve baterije je u tome što u njoj nema tekućine, pa teoretski ne bi trebalo biti otpadne tekućine, a s njom je relativno jednostavno rukovati.