Как твердые государственные батареи сравниваются с литий -ионными батареями с точки зрения безопасности?

Вы когда -нибудь беспокоились о том, что ваш телефон перегревает или даже взрывается во время его зарядки? Вы когда -нибудь были обеспокоены безопасностью батареи после того, как увидели сообщения о том, что беспилотники загораются из -за проблем с аккумулятором? Среди различных типов доступных батарей,сплошные батареи и литий -ионные батареичасто сравниваются. Какой из них безопаснее?

Чтобы изучить этот вопрос, нам нужно начать с основных компонентов батарей.

1. Электролит: первая линия защиты для безопасности

Литий-ионные батареи обычно используют органические жидкие электролиты, которые имеют определенную степень воспламеняемости. Когда аккумулятор подвергается механическому воздействию, перегрузке или высокой температуре, могут возникнуть внутренние короткие цирки, что приводит к быстрому повышению температуры. Жидкий электролит может разложить и высвобождать легковоспламеняющиеся газы, что приводит к сжиганию или даже взрывам, многие из которых связаны с нестабильностью жидкого электролита.

В отличие, Полусолидная батарея Используйте твердые электролиты, такие как керамика или полимеры, которые демонстрируют превосходную химическую стабильность и неплоха. Даже в экстремальных условиях твердые электролиты вряд ли будут разложить или утечка, значительно снижая риск пожара или взрыва. Сульфидные твердые электролиты имеют точку зажигания, превышающую 500 ° C, в то время как оксидные электролиты остаются стабильными даже при 800 ° C.

Структурно электроды в литий -ионных батареях близко расположены, что делает их склонными к росту дендрита. Дендриты-это деревья, похожие на деревья кристаллы, образованные неравномерным осаждением литий-ионов на поверхности электрода во время зарядки и разрядки. 

Они могут протестировать сепаратор, вызывая внутренние короткие зациклы и инциденты безопасности. Напротив, твердые электролиты в твердотельных батареях имеют высокую механическую прочность, эффективно подавляя рост и проникновение дендритов, что еще больше повышает безопасность батареи.

2. Соревнование по выживанию в экстремальных условиях

При -20 ° C жидкий электролит в литий -ионных батареях становится вязким, вызывая резкое снижение эффективности ионов. Это не только уменьшает время автономной работы, но также может усугубить рост дендритов из -за неравномерной зарядки и разрядки. В отличие,твердотельные батареиИспользование сульфидных электролитов может поддерживать более 70% их емкости при -40 ° C, а скорость роста дендрита при низких температурах составляет всего одну пятую тем, что у литий-ионных батарей.

Разрыв становится еще более выраженным в высокотемпературных средах. Когда температура окружающей среды достигает 45 ° C, литий-ионные батареи требуют системы охлаждения для поддержания безопасности, в то время как твердотельные батареи, после 500 циклов непрерывной зарядки и разгрузки при 60 ° C, демонстрируют только 3% -ное увеличение ухудшения способности по сравнению с условиями комнатной температуры.

3. Балансировать безопасность в процессе коммерциализации

Тем не менее, твердотельные батареи в настоящее время сталкиваются с некоторыми проблемами.

Например, их производственные затраты относительно высоки, а производственный процесс более сложный, что в некоторой степени ограничивает их крупномасштабное применение. Литий-ионные батареи, с другой стороны, перенесли годы развития, с относительно зрелыми технологиями и снижением затрат, что делает их доминирующими на рынке.

Хотя твердотельные батареи теоретически обеспечивают превосходную безопасность, им все равно необходимо решать практические проблемы на данном этапе.

Проблема импеданса по интерфейсу аккумуляторов из всех государств еще не была полностью решена, и некоторые производители приняли «Полу-солидное государство«Переходный раствор - повторное количество жидкого электролита для повышения проводимости.

Выбор батареи по сути выбирает философию безопасности: литий-ионные батареи похожи на точные швейцарские ножи армии, достигая контролируемой безопасности посредством сложных защитных мер; Твердовые батареи похожи на твердую скалу, по своей сути стабильны и устойчивы к риску.

В целом, с точки зрения безопасности, твердотельная батарея Действительно имеет преимущество перед литий-ионными батареями из-за характеристик их твердотельных электролитов и превосходного конструктивного дизайна. По мере того, как технология продолжает продвигаться, ожидается, что стоимость твердотельных батарей будет постепенно уменьшаться, и они могут в конечном итоге заменить литий-ионные батареи в большем количестве применений, обеспечивая более безопасные энергетические решения для нашей жизни.  

Чтобы узнать больше о твердотельная батарея Или изучить варианты ваших конкретных потребностей? Наша команда в Zye здесь, чтобы помочь.

Мы специализируемся на передовых технологиях батареи и можем предоставить экспертное руководство по выбору правильного решения для вашего приложения.

Не стесняйтесь обращаться к нам в coco@zyepower.com Для получения дополнительной информации или для обсуждения ваших требований. Давайте сработаем будущее вместе!