Предности свих чврстих литијумских батерија

Разлог зашто ће потпуно чврста литијум-јонска батерија привући међународне дивове је тај што се од ње очекује да реши два главна ГГ изазова; који тренутно погађају потенцијалне опасности за индустрију енергетских батерија и ниску густину енергије. Предности свих чврстих литијумских батерија у односу на течне литијум-јонске батерије укључују:

(1) Потпуно чврста литијум-литијумска батерија има високе сигурносне перформансе

Будући да течни електролит садржи запаљиве органске раствараче, нагли пораст температуре када дође до унутрашњег кратког споја лако ће проузроковати сагоревање или чак експлозију. Потребно је уградити сигурносну структуру уређаја која се одупире порасту температуре и кратком споју. Ово ће повећати трошкове, али још увек не може у потпуности решити сигурносни проблем. . Тесла, који тврди да је најбољи БМС на свету, ове године је само у Кини изазвао озбиљне пожаре на два МоделС-а. Многи аноргански чврсти електролитни материјали су незапаљиви, некорозивни, не испарљиви и немају проблема са цурењем. Такође се очекује да превладају литијум-дендритични феномен. Због тога се очекује да ће све солидне литијумске секундарне батерије на бази неорганских чврстих електролита имати високе сигурносне карактеристике. Чврсти полимерни електролити и даље имају одређени запаљиви ризик, али у поређењу са течним електролитским батеријама које садрже запаљиве раствараче, њихова сигурност је знатно побољшана.

(2) Све чврсте литијумске литијумске батерије имају високу густину енергије

Тренутно је густина енергије литијум-јонских батерија које се користе на тржишту до око 260Вх / кг, а густина енергије литијум-јонских батерија у развоју може достићи 300-320Вх / кг. Ако се за негативне електроде користи метални литијум за потпуно чврсте литијумске батерије, очекује се да густина енергије акумулатора достигне 300-400Вх / кг или чак више.

Треба напоменути да је с обзиром да је густина чврстог електролита већа од густине течног електролита, за исти систем позитивних и негативних електродних материјала, густина енергије течног електролита је знатно већа него код свих чврстих литијумских батерија. Разлог зашто потпуно чврста литијумска секундарна батерија има високу густину енергије је тај што негативна електрода може користити металне литијумске материјале.

(3) Дуг век трајања свих чврстих литијумских батерија

Очекује се да ће чврсти електролит избећи проблем континуираног формирања и раста чврстог електролита међуфазни филм и литијумски дендрити који пробијају сепаратор током процеса пуњења и пражњења течног електролита, а може у великој мери побољшати перформансе циклуса и животни век металних литијумских батерија . Извештено је да се танкослојне металне литијумске батерије у чврстом стању могу пребацити више од 45.000 пута, али нема извештаја о дугом веку циклуса за литијумске металне батерије великог капацитета. Главни разлог је тај што су перформансе циклуса литијум-металних електрода великог капацитета (ГГ гт; 3мАх / цм2) и даље ниске. Јадно.

(4) Широк опсег радне температуре за све чврстог стања литијум-литијумске батерије

Ако литијумске батерије у чврстом стању користе неорганске чврсте електролите, очекује се да ће се максимална радна температура повећати на 300 ° Ц? или чак више. Тренутно је потребно побољшати перформансе нискотемпературних литијумских батерија великог капацитета. Специфични опсег радне температуре батерије углавном је повезан са високим и ниским температурним карактеристикама електролита и отпором интерфејса.

(5) Широк електрохемијски прозор за све чврстог стања литијум-јонске батерије

Прозор електрохемијске стабилности потпуно чврсте литијумске батерије је широк, могуће је да достигне и 5 В, што је погодно за високонапонске електроде и корисно је за даље повећање густине енергије. Тренутно, танкослојне литијумске батерије на бази литијум-нитрид-фосфата могу радити на 4,8 В.

(6) Све чврсте литијум-литијумске батерије имају предности флексибилности

Потпуно чврсте литијумске батерије могу се припремити у танкослојне и флексибилне батерије, које се у будућности могу користити у паметним носивим и имплантабилним медицинским уређајима. У поређењу са флексибилним течним електролитским литијумским батеријама, паковање је лакше и сигурније.

(7) Погодан опоравак свих чврстих литијумских батерија

Уопштено говорећи, постоје две методе за рециклажу батерија, једна је мокра, а друга сува. Влажна метода је уклањање токсичног и штетног течног језгра, а сува екстракција ефикасних састојака попут дробљења. Предност потпуно чврсте литијумске батерије је у томе што у њој нема течности, па теоретски не би требало да буде отпадне течности, а њоме је релативно једноставно руковати.