Kaikkien solid-state-litiumparistojen edut

Syy miksi puolijohde-litiumioniakku houkuttelee kansainvälisiä jättiläisiä, johtuu siitä, että sen odotetaan ratkaisevan kaksi suurta GG-haastetta; joka tällä hetkellä vaivaa virtaparistojen teollisuuden mahdollisia turvallisuusriskejä ja matalaa energiatiheyttä. Kaikkien solid-state-litiumparistojen etuja nestemäisiin litium-ioniakkuihin verrattuna ovat:

(1) Täysjännitteisellä litium-litiumakulla on korkea turvallisuustaso

Koska nestemäinen elektrolyytti sisältää syttyviä orgaanisia liuottimia, äkillinen lämpötilan nousu sisäisen oikosulun tapahtuessa aiheuttaa helposti palamisen tai jopa räjähdyksen. On tarpeen asentaa turvalaitteen rakenne, joka kestää lämpötilan nousua ja oikosulkua. Tämä lisää kustannuksia, mutta se ei silti pysty ratkaisemaan turvallisuusongelmaa täysin. . Tesla, joka väittää olevansa maailman paras BMS, on aiheuttanut tänä vuonna vakavia tulipaloja kahdessa ModelS: ssä Kiinassa. Monet epäorgaaniset kiinteät elektrolyyttimateriaalit ovat palamattomia, syövyttäviä, haihtumattomia eikä niissä ole vuoto-ongelmia. Niiden odotetaan myös voittavan litiumdendriittinen ilmiö. Siksi kaikilla epäorgaanisiin kiinteisiin elektrolyytteihin perustuvilla solid-state-litiumparistoilla odotetaan olevan korkeat turvallisuusominaisuudet. Kiinteillä polymeeri-elektrolyytteillä on edelleen tietty palava riski, mutta verrattuna syttyviä liuottimia sisältäviin nestemäisiin elektrolyyttiparistoihin, niiden turvallisuus paranee huomattavasti.

(2) Kaikilla kiinteän tilan litiumparistoilla on suuri energiatiheys

Tällä hetkellä markkinoilla käytettyjen litium-ioniakkukennojen energiatiheys on jopa noin 260Wh / kg, ja kehitteillä olevien litiumioniakkujen energiatiheys voi nousta 300-320Wh / kg. Puolijohteisissa litiumparistoissa, jos negatiivisena elektrodina käytetään metallilitiumia, akun energiatiheyden odotetaan saavuttavan 300-400Wh / kg tai jopa korkeampi.

On huomattava, että koska kiinteän elektrolyytin tiheys on suurempi kuin nestemäisen elektrolyytin tiheys, saman positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien järjestelmässä nestemäisen elektrolyytin energiatiheys on merkittävästi suurempi kuin kaikkien kiinteiden litiumparistojen. Syy siihen, miksi täysijännitteisellä litiumakulla on suuri energiatiheys, johtuu siitä, että negatiivinen elektrodi voi käyttää metallilitiummateriaaleja.

(3) Kaikkien solid-state-litiumparistojen pitkä käyttöikä

Kiinteän elektrolyytin odotetaan välttävän kiinteän elektrolyytin rajapintakalvon ja litiumdendriittien jatkuvan muodostumisen ja kasvun ongelman, joka lävistää erottimen nestemäisen elektrolyytin lataus- ja purkausprosessin aikana, ja se voi parantaa huomattavasti metallilitiumparistojen syklin suorituskykyä ja käyttöikää . On raportoitu, että ohutkalvomaisia ​​kiinteän olomuodon metallimetalliparistoja voidaan käyttää yli 45 000 kertaa, mutta suurikapasiteettisten litiummetalliakkujen pitkästä käyttöajasta ei ole raportoitu. Tärkein syy on, että suurikokoisten litiummetallielektrodien (GG gt; 3mAh / cm2) syklin suorituskyky on edelleen heikko. Huono.

(4) Laaja käyttölämpötila-alue kaikille solid-state-litium-litiumparistoille

Jos täysjännitteisissä litiumparistoissa käytetään epäorgaanisia kiinteitä elektrolyyttejä, maksimikäyttölämpötilan odotetaan nousevan 300 ° C: seen tai jopa korkeampi. Tällä hetkellä suurikapasiteettisten täysin kiinteiden tilojen litiumparistojen suorituskykyä matalassa lämpötilassa on parannettava. Akun erityinen käyttölämpötila-alue liittyy lähinnä elektrolyytin korkeaan ja matalaan lämpötilaan ja rajapinnan vastukseen.

(5) Leveä sähkökemiallinen ikkuna kaikille kiinteämuotoisille litiumioniakuille

Kiinteän olomuodon litiumakun sähkökemiallinen stabiilisuusikkuna on leveä, mahdollisesti saavuttaen 5 V, mikä soveltuu suurjännitelektrodimateriaaleille ja on hyödyllistä lisätä edelleen energiatiheyttä. Tällä hetkellä litiumnitridifosfaattiin perustuvat ohutkalvot litiumparistot voivat toimia 4,8 V: n jännitteellä.

(6) Kaikilla solid-state-litium-litiumparistoilla on joustavuusetuja

Puolijohteista litiumparistoista voidaan valmistaa ohutkalvoparistoja ja joustavia paristoja, joita voidaan tulevaisuudessa käyttää älykkäissä puettavissa ja implantoitavissa lääkinnällisissä laitteissa. Joustaviin nestemäisiin elektrolyytti-litiumparistoihin verrattuna pakkaaminen on helpompaa ja turvallisempaa.

(7) Kaikkien solid-state-litiumparistojen kätevä talteenotto

Yleisesti ottaen paristojen kierrätykseen on kaksi tapaa, toinen on märkämenetelmä ja toinen on kuivamenetelmä. Märkämenetelmänä on poistaa myrkyllinen ja haitallinen nestemäinen ydin, ja kuivalla menetelmällä uutetaan tehokkaat ainesosat, kuten murskaus. Kiinteän olomuodon litiumpariston etuna on, että siinä ei ole nestettä, joten teoriassa jäteveden ei pitäisi olla, ja sitä on suhteellisen helppo käsitellä.