Paano ihahambing ang mga baterya ng solidong estado sa mga baterya ng lithium-ion?

Mga baterya ng Solid-StateNag-aalok ng dalawang beses ang density ng enerhiya ng mga baterya ng lithium-ion, na may pinahusay na kaligtasan at pinalawak na habang-buhay. Nagpapakita ang mga ito ng higit na tibay sa ilalim ng mabibigat na naglo -load at gumaganap ng mas mahusay sa isang mas malawak na saklaw ng temperatura.

Ang mga baterya ng solid-state ay singilin nang mas mabilis at mas mahaba

Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na baterya ng lithium-ion, ang mga baterya ng solid-state ay mas mabilis na singilin, gumana sa mas mababang temperatura, at mag-imbak ng mas maraming enerhiya sa isang mas maliit na puwang.

Ang mga baterya na ito ay pinapalitan ang mga nasusunog na likido sa mga karaniwang cell na may mas ligtas, mas mahusay na solidong materyales. Habang ang mga kasalukuyang baterya ay maaaring tumagal ng 30 hanggang 45 minuto upang maabot ang 80% na singil, ang mga baterya ng solid-state ay maaaring mabawasan ito sa 12 minuto-at sa ilang mga kaso, 3 minuto lamang.

Ipinaliwanag ng isang propesor sa mekanikal na engineering na ang mga pakinabang na ito sa huli ay nagmula sa kimika at engineering. "Sa pamamagitan ng pagtanggal ng mga likido at paggamit ng matatag na solidong materyales, ligtas nating ma -pack ang higit na kapangyarihan sa baterya nang sabay -sabay nang walang panganib ng sobrang pag -init o apoy," aniya.

Ang mga tradisyunal na baterya ng lithium-ion ay gumagalaw ng mga lithium ion-mga particle na nagdadala ng singil sa kuryente-sa pamamagitan ng isang likidong electrolyte. Gayunpaman, ang likidong ito ay nagpapabagal sa paglipas ng panahon, na nililimitahan ang mga bilis ng singilin at mga panganib sa sunog. Ang mga baterya ng solid-state ay gumagamit ng mga solidong materyales, na lumilikha ng isang mas ligtas, mas matatag na kapaligiran para sa paggalaw ng lithium-ion. Pinapayagan nito ang mas mabilis, mas mahusay na singilin sa mas kaunting mga alalahanin sa kaligtasan.

Ang solidong materyal sa loob ng mga baterya na ito ay tinatawag na isang solid-state electrolyte.

Ang pagsusuri ay nagtatampok ng tatlong pangunahing uri: batay sa sulfide, batay sa oxide, at batay sa polimer. Ang bawat uri ay may natatanging mga pakinabang: Ang ilan ay nagpapahintulot sa mga ions na lumipat nang mas mabilis, ang iba ay nag-aalok ng mas mahusay na katatagan ng pangmatagalang katatagan, o mas madaling gumawa. Kabilang sa mga ito, ang mga sulfide electrolyte ay nakatayo, na gumaganap halos pati na rin ang mga likido sa kasalukuyang mga baterya nang wala ang kanilang mga drawbacks.

Mga baterya ng Solid-Statemay posibilidad din na magamit ang lithium nang mas mahusay. Maraming mga disenyo ang nagtatampok ng mga layer ng lithium metal na nag -iimbak ng mas maraming enerhiya sa isang mas maliit na puwang kaysa sa mga layer ng grapayt na ginagamit sa kasalukuyang mga baterya. Nangangahulugan ito na ang mga baterya ng solid-state ay maaaring maging mas magaan at mas maliit habang ang mga aparato ng kapangyarihan para sa hangga't, o mas mahaba.

Ang layunin ng pagsusuri na ito ay upang gabayan ang mga mananaliksik at inhinyero sa pagpabilis ng pag-unlad, scalability, at praktikal na paglawak ng mga solid-state system.

Ang mga hamon ay nananatili, gayunpaman. Ang paggawa ng masa ng mga baterya na ito ay nananatiling mahirap at magastos. Ang isang roadmap upang matugunan ang mga isyung ito ay nakabalangkas sa ibaba, kabilang ang pagbuo ng mas mahusay na mga materyales, pagpapabuti ng mga pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga sangkap ng baterya, at pagpino ng mga diskarte sa pagmamanupaktura upang gawing simple ang paggawa.

Mga materyales sa electrolyte ng nobela

Mga baterya ng sodium-ion: Ang mga mananaliksik ay naggalugad ng mga alternatibong sodium-ion na nag-aalok ng mga potensyal na pagiging epektibo sa gastos habang pinapanatili ang mga pakinabang ng solid-state.

Ceramic composite: Ang mga materyales na ito ay nagpapakita ng mas mataas na katatagan at tibay kumpara sa tradisyonal na mga electrolyte, na ginagawang pokus sila ng patuloy na pananaliksik.

Mga makabagong paggawa

3D Pagpi -print: Ang pamamaraang ito ay nagbibigay -daan sa mga kumplikadong istruktura, pagpapahusay ng pagganap ng baterya at pagbabawas ng basurang materyal.

Pagproseso ng Roll-to-Roll: Ang nasusukat na pamamaraan ng pagmamanupaktura na ito ay naglalayong bawasan ang mga gastos sa produksyon, na ginagawang mas madaling ma-access ang mga baterya ng solid-state para sa magkakaibang mga aplikasyon.

Mga Sistema sa Pamamahala ng Baterya (BMS)

Mga Smart Technologies: Ang pinahusay na teknolohiya ng BMS ay nag -optimize ng mga singilin sa pamamagitan ng pagsubaybay sa kalusugan ng baterya, na makabuluhang nagpapalawak ng habang -buhay. Maghanap ng mga system na balanse ng singil at paglabas ng mga rate upang ma -maximize ang kalusugan ng baterya.

Konklusyon

Mga baterya ng Solid-Stateay naglalagay ng daan para sa isang bagong panahon sa pag -iimbak ng enerhiya. Ang kanilang kahanga-hangang kahabaan ng buhay at tibay ay nag-aalok ng isang promising alternatibo sa tradisyonal na mga baterya ng lithium-ion. Sa pamamagitan ng pag -unawa sa mga kadahilanan na nakakaapekto sa kanilang habang -buhay, maaari kang gumawa ng mga kaalamang desisyon kapag ginagamit ang mga ito sa iyong mga aparato.