Cum se compară bateriile cu stare solidă cu bateriile cu ioni de litiu din punct de vedere al siguranței?

V -ați îngrijorat vreodată de supraîncălzirea telefonului dvs. sau chiar a explodat în timp ce îl încărcați? V -ați simțit vreodată îngrijorat de siguranța bateriei după ce ați văzut rapoarte de știri despre drone care au luat foc din cauza problemelor bateriei? Printre diferitele tipuri de baterii disponibile,Baterii de stare solidă și baterii cu ioni de litiusunt adesea comparate. Care este mai sigur?

Pentru a explora această întrebare, trebuie să începem cu componentele de bază ale bateriilor.

1. Electrolit: Prima linie de apărare pentru siguranță

Bateriile cu ioni de litiu folosesc de obicei electroliți lichizi organici, care au un anumit grad de inflamabilitate. Când bateria este supusă impactului mecanic, supraîncărcării sau temperaturilor ridicate, se pot produce scurtcircuite interne, provocând o creștere rapidă a temperaturii. Electrolitul lichid poate descompune și elibera gaze inflamabile, ceea ce duce la combustie sau chiar explozii, multe dintre ele fiind legate de instabilitatea electrolitului lichid.

În contrast, Semi-solid-battery Utilizați electroliți solizi, cum ar fi ceramică sau polimeri, care prezintă o stabilitate chimică excelentă și non-flammabilitate. Chiar și în condiții extreme, este puțin probabil ca electroliții solizi să se descompună sau să se scurgă, reducând semnificativ riscul de incendiu sau explozie. Electroliții solizi de sulfură au un punct de aprindere care depășește 500 ° C, în timp ce electroliții de oxid rămân stabile chiar și la 800 ° C.

Din punct de vedere structural, electrozii din bateriile cu ioni de litiu sunt distanțate îndeaproape, ceea ce le face predispuse la creșterea dendritei. Dendritele sunt cristale asemănătoare copacilor formate prin depunerea inegală a ionilor de litiu pe suprafața electrodului în timpul încărcării și descărcării. 

Acestea pot străpunge separatorul, provocând scurtcircuite interne și incidente de siguranță. În schimb, electroliții solizi din bateriile cu stare solidă au o rezistență mecanică ridicată, suprimând eficient creșterea și penetrarea dendritei, îmbunătățind în continuare siguranța bateriei.

2. Concurența de supraviețuire în medii extreme

La -20 ° C, electrolitul lichid în bateriile cu ioni de litiu devine vâscos, provocând o scădere accentuată a eficienței conductivității ionice. Acest lucru nu numai că reduce durata de viață a bateriei, dar poate agrava și creșterea dendritei din cauza încărcării și descărcării inegale. În contrast,Baterii în stare solidăUtilizarea electroliților cu sulfură poate menține peste 70% din capacitatea lor la -40 ° C, iar rata de creștere a dendritei la temperaturi scăzute este doar o cincime cea a bateriilor cu litiu-ion.

Decalajul devine și mai pronunțat în medii la temperaturi ridicate. Când temperatura ambiantă atinge 45 ° C, bateriile cu ioni de litiu necesită un sistem de răcire pentru a menține siguranța, în timp ce bateriile cu stare solidă, după 500 de cicluri de încărcare continuă și descărcare la 60 ° C, prezintă doar o creștere de 3% a degradării capacității în comparație cu condițiile de temperatură a camerei.

3. Echilibrarea siguranței în procesul de comercializare

Cu toate acestea, bateriile cu stat solid se confruntă în prezent cu unele provocări.

De exemplu, costurile lor de producție sunt relativ mari, iar procesul de fabricație este mai complex, ceea ce într-o oarecare măsură limitează aplicația lor pe scară largă. Pe de altă parte, bateriile cu ioni de litiu au suferit ani de dezvoltare, cu o tehnologie relativ matură și costuri mai mici, ceea ce le face dominante pe piață.

Deși bateriile în stare solidă oferă teoretic o siguranță superioară, ele trebuie totuși să abordeze provocări practice în această etapă.

Problema impedanței de interfață a bateriilor cu stat solid nu a fost încă rezolvată pe deplin, iar unii producători au adoptat un „Semi-solid-stat”Soluție de tranziție - retrăgând o cantitate mică de electrolit lichid pentru a îmbunătăți conductivitatea.

Alegerea unei baterii este în esență alegerea unei filozofii de siguranță: bateriile cu ioni cu litiu sunt ca cuțitele de armată elvețiene de precizie, obținând siguranță controlabilă prin măsuri de protecție complexe; Bateriile cu stare solidă sunt ca o rocă solidă, în mod inerent stabilă și rezistentă la riscuri.

În general, în ceea ce privește siguranța, Battery-state solid Într-adevăr, are un avantaj față de bateriile cu ioni de litiu datorită caracteristicilor electroliților lor în stare solidă și a designului structural superior. Pe măsură ce tehnologia continuă să avanseze, costul bateriilor cu stare solidă va scădea treptat și, în cele din urmă, pot înlocui bateriile cu ioni de litiu în mai multe aplicații, oferind soluții energetice mai sigure pentru viața noastră.  

Pentru a afla mai multe despre Battery-state solid Sau explorați opțiuni pentru nevoile dvs. specifice? Echipa noastră de la Zye este aici pentru a vă ajuta.

Suntem specializați în tehnologii de baterii de ultimă oră și putem oferi îndrumări ale experților cu privire la alegerea soluției potrivite pentru aplicația dvs.

Nu ezitați să ne adresați la noi la coco@zyyepower.com Pentru mai multe informații sau pentru a discuta cerințele dvs. Să alimentam viitorul împreună!