Твердотельный аккумулятор, что такое твердотельный?

Переход от жидких батарей к твердотельным является основной тенденцией в долгосрочном развитии аккумуляторных технологий. Основными причинами содействия этой трансформации являются безопасность и плотность энергии. Мы считаем, что когда автомобильные компании заменяют жидкие батареи твердотельными, безопасность становится краткосрочным движущим фактором, а плотность энергии — среднесрочным и долгосрочным движущим фактором. Безопасность в основном включает в себя два основных вопроса: термическая стабильность и образование дендритов лития. 1) Термическая стабильность: проблема короткого замыкания между положительным и отрицательным электродами, вызванная плавлением диафрагмы. Температура стеклования полимера ПП/ПЭ для материала сепаратора жидкой литиевой батареи составляет около 140-160 градусов, которая может быть увеличена до 160-180 градусов после обработки покрытием. Но за пределами этой температуры полимер переходит в текучее состояние, вызывая прямое короткое замыкание между положительным и отрицательным электродами. 2) Дендрит лития: проблема с проколом дендрита лития через сепаратор, что приводит к короткому замыканию и возгоранию аккумулятора. В процессе зарядки и разрядки ионы лития частично восстанавливаются и осаждаются на пластине электрода, образуя литиевые дендриты. Когда дендриты лития вырастут до определенной степени, они проткнут сепаратор, что приведет к короткому замыканию батареи и возгоранию. В краткосрочной перспективе безопасность является основным фактором, соображающим производителям автомобилей при использовании полутвердотельных/твердотельных аккумуляторов. Жидко-литиевые батареи имеют высокую вероятность короткого замыкания и возгорания, что не только угрожает безопасности пассажиров в автомобиле, но и увеличивает вероятность отзыва транспортных средств из-за проблем с безопасностью, что приводит к дополнительному бремени затрат для производителей автомобилей. Плотность энергии относится к улучшению плотности энергии в твердотельных батареях за счет введения новых материалов отрицательного электрода (отрицательный электрод на основе кремния, отрицательный электрод из металлического лития) и материалов положительного электрода (оксид никеля-марганца LNMO, слоистый марганец с высоким содержанием лития и т. д.). . В настоящее время плотность энергии жидких батарей (таких как 4680) с использованием тройных никелевых + кремний-углеродных отрицательных электродов составляет около 300 Втч/кг, но плотность энергии твердотельных батарей может быть увеличена до более чем 500 Втч/кг после применения новые материалы. Но напряжение нового материала относительно велико, превышая предел адаптации электролита, поэтому его необходимо комбинировать с твердыми электролитами для применения в батареях.