Сравнение твердотельных и традиционных жидких литийных батарей

Что такое твердотельный аккумулятор?

Литий-ионные аккумуляторы, которые мы используем в мобильных телефонах, ноутбуках и электромобилях, имеют жидкий электролит, в котором ионы текут в одном направлении при зарядке аккумулятора и в другом направлении при разрядке аккумулятора. Твердотельные аккумуляторы, как следует из названия, заменяют жидкости твердыми материалами.

Литий-ионные аккумуляторы обычно имеют графитовые электроды, электроды из оксидов металлов и электролиты из солей лития, растворенные в определенном растворителе. В твердотельных аккумуляторах можно найти один из ряда перспективных материалов, которые могут заменить литий, включая керамику и сульфиды.

Существует несколько основных причин для внедрения новой твердотельной технологии:

1. Требования к системе нетермического управления
2. Более быстрая зарядка
3. Производительность при экстремальных температурах
4. Увеличение дальности
5. Больше циклов работы
6. Повышение безопасности

Преимущества твердотельных аккумуляторов:

По сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами, твердотельные аккумуляторы имеют несколько преимуществ, в том числе отсутствие необходимости в системах терморегулирования, лучшую производительность при экстремальных температурах, большую дальность, более быструю скорость зарядки, более длительный срок службы и более высокую безопасность.

Твердотельные аккумуляторы имеют более высокую плотность энергии, что означает, что они могут обеспечить большую дальность и срок службы по сравнению с литий-ионными аккумуляторами. Твердотельные аккумуляторы могут выдерживать от 8000 до 10000 циклов зарядки, в то время как литий-ионные аккумуляторы, как ожидается, выдержат от 1500 до 2000 циклов зарядки. Твердотельные аккумуляторы по своей сути безопаснее литий-ионных аккумуляторов, обладают более высокой ударопрочностью и меньшим риском воспламенения. Однако технология твердотельных аккумуляторов все еще находится в стадии разработки и еще не получила широкого коммерческого применения.

Чтобы понять различия между традиционными литий-ионными аккумуляторами и твердотельными аккумуляторами, мы изучили основы с точки зрения постороннего наблюдателя. Самая большая разница между аккумуляторами для электромобилей заключается в том, что традиционные литий-ионные аккумуляторы содержат жидкие электролиты, используемые для проведения ионов лития между катодом и анодом. Как следует из названия, в твердотельных аккумуляторах вместо жидкостей используются твердые электролиты, что приводит к уменьшению общего веса и увеличению плотности энергии. Твердотельные аккумуляторы могут нормально функционировать даже при температуре до -40 градусов Цельсия. В настоящее время существующие литий-ионные аккумуляторы плохо работают при низких температурах и имеют гораздо меньший полезный диапазон при отрицательных температурах. После удаления системы терморегулирования можно добиться значительной экономии средств. Это консервативная оценка экономии от 20% до 30%, но она также может составить 50%.

https://www.ultrasonic-metalwelding.com/sale-47987638-ultrasonic-eddy-current-spray-coated-nozzles-110khz-atomization-perovskite-solar-cells-application.html

Твердотельные аккумуляторы считаются более безопасными

Твердотельные аккумуляторы могут нормально функционировать даже при температуре до -40 градусов Цельсия. В настоящее время существующие литий-ионные аккумуляторы плохо работают при низких температурах и имеют гораздо меньший полезный диапазон при отрицательных температурах. После удаления системы терморегулирования можно добиться значительной экономии средств. Это консервативная оценка экономии от 20% до 30%, но она также может составить 50%.

Преимущества использования ультразвукового распыления для подготовки твердотельных аккумуляторов:

1. Улучшение характеристик электродов: Технология ультразвукового распыления позволяет добиться равномерного покрытия электродных материалов, повысить электропроводность и каталитическую активность электродов. Это помогает улучшить плотность мощности и эффективность преобразования энергии твердотельных аккумуляторов, продлевая срок их службы.

2. Снижение затрат на подготовку: По сравнению с традиционными методами подготовки электродов, технология ультразвукового распыления позволяет добиться равномерного покрытия материалов при более низких температурах, избегая энергозатрат и затрат на оборудование при высокотемпературной обработке. Между тем, эта технология имеет высокую степень использования электродных материалов, уменьшая отходы материалов и дополнительно снижая производственные затраты.

3. Повышение эффективности производства: Технология ультразвукового распыления обладает характеристиками быстрой скорости распыления и высокой эффективности, что позволяет осуществлять непрерывное производство. Это помогает повысить эффективность производства твердотельных аккумуляторов и удовлетворить потребности крупномасштабного производства.

4. Улучшение прочности сцепления между материалами: Во время ультразвукового распыления высокочастотная вибрация может способствовать плотному сцеплению между электродными материалами и подложками электролита, повышая прочность сцепления между материалами. Это помогает повысить стабильность и долговечность аккумулятора, снижая риск выхода аккумулятора из строя во время работы.

5. Защита окружающей среды и безопасность: Технология ультразвукового распыления - это экологически чистая технология производства, не содержащая растворителей и не загрязняющая окружающую среду. В процессе распыления не требуются органические растворители, что снижает образование сточных вод и отработанных газов, что полезно для защиты окружающей среды. В то же время эта технология также может снизить риски для безопасности, такие как пожары и взрывы, и повысить безопасность производства.

https://www.ultrasonic-metalwelding.com/sale-44421313-110khz-special-ultrasonic-precision-coating-for-perovskite-batteries-with-conemist-spraying.html