W jaki sposób akumulatory stałego w porównaniu z bateriami litowo -jonowymi pod względem bezpieczeństwa?

Czy kiedykolwiek martwiłeś się przegrzaniem telefonu, a nawet eksplodowaniem podczas ładowania? Czy kiedykolwiek martwiłeś się bezpieczeństwem baterii po obejrzeniu doniesień o dronach, które zapalają się z powodu problemów z baterią? Spośród różnych dostępnych baterii,Baterie w stanie stałym i akumulatory litowo -jonowesą często porównywane. Który jest bezpieczniejszy?

Aby zbadać to pytanie, musimy zacząć od podstawowych komponentów akumulatorów.

1. Elektrolit: Pierwsza linia obrony dla bezpieczeństwa

Akumulatory litowo-jonowe zwykle wykorzystują organiczne elektrolity ciekłe, które mają pewien stopień łatwości. Gdy akumulator jest poddawany uderzeniu mechanicznym, nadmiernym ładowaniu lub wysokim temperaturom, mogą wystąpić zwarcia wewnętrzne, powodując szybki wzrost temperatury. Ciekły elektrolit może rozkładać i uwalniać łatwopalne gazy, co prowadzi do spalania, a nawet wybuchów, z których wiele jest związanych z niestabilnością ciekłego elektrolitu.

Natomiast, Bateria pół-state-stan Użyj stałych elektrolitów, takich jak ceramika lub polimery, które wykazują doskonałą stabilność chemiczną i brak pomieszczenia. Nawet w ekstremalnych warunkach stałe elektrolity raczej nie rozkładają lub wycieku, znacznie zmniejszając ryzyko pożaru lub wybuchu. Stałe elektrolity siarczkowe mają punkt zapłonu przekraczający 500 ° C, podczas gdy elektrolity tlenkowe pozostają stabilne nawet w 800 ° C.

Strukturalnie elektrody w akumulatorach litowo -jonowych są ściśle rozmieszczone, co czyni je podatnymi na wzrost dendrytu. Dendryty to kryształy przypominające drzewo utworzone przez nierównomierne odkładanie jonów litowych na powierzchni elektrody podczas ładowania i rozładowania. 

Mogą przebić separator, powodując wewnętrzne zwarcie i incydenty bezpieczeństwa. W przeciwieństwie do tego, stałe elektrolity w bateriach stałego mają wysoką wytrzymałość mechaniczną, skutecznie tłumiąc wzrost i penetrację dendrytu, dodatkowo zwiększając bezpieczeństwo baterii.

2. Konkurencja przetrwania w ekstremalnych środowiskach

W temperaturze -20 ° C ciekły elektrolit w akumulatorach litowo -jonowych staje się lepki, powodując gwałtowny spadek wydajności przewodności jonowej. To nie tylko zmniejsza żywotność baterii, ale może również zaostrzyć wzrost dendrytu z powodu nierównomiernego ładowania i rozładowania. Natomiast,baterie w stanie stałymStosowanie elektrolitów siarczkowych może utrzymać ponad 70% ich pojemności w -40 ° C, a szybkość wzrostu dendrytu w niskich temperaturach wynosi tylko jedną piątą akumulatorów litowo-jonowych.

Gap staje się jeszcze bardziej wyraźny w środowiskach o wysokiej temperaturze. Gdy temperatura otoczenia osiągnie 45 ° C, akumulatory litowo-jonowe wymagają systemu chłodzenia, aby utrzymać bezpieczeństwo, podczas gdy baterie w stanie stałym, po 500 cyklach ciągłego ładowania i rozładowania w 60 ° C, wykazują tylko 3% wzrost degradacji wydajności w porównaniu z warunkami temperatury pokojowej.

3. Bezpieczeństwo równoważenia w procesie komercjalizacji

Jednak akumulatory solidne stoją obecnie przed pewnymi wyzwaniami.

Na przykład ich koszty produkcji są stosunkowo wysokie, a proces produkcji jest bardziej złożony, co do pewnego stopnia ogranicza ich zastosowanie na dużą skalę. Z drugiej strony akumulatory litowo-jonowe przeszły lata rozwoju, o stosunkowo dojrzałej technologii i niższych kosztach, co czyni je dominującymi na rynku.

Chociaż teoretycznie akumulatory teoretycznie oferują lepsze bezpieczeństwo, na tym etapie nadal muszą sprostać praktycznym wyzwaniom.

Kwestia impedancji interfejsu akumulatorów All-Solid-State nie została jeszcze w pełni rozwiązana, a niektórzy producenci przyjęli „Półprzewodnikowy stan„Roztwór przejściowy - zawierający niewielką ilość ciekłego elektrolitu w celu zwiększenia przewodności.

Wybór akumulatora jest zasadniczo wybór filozofii bezpieczeństwa: akumulatory litowo-jonowe są jak precyzyjne szwajcarskie noże armii, osiągając kontrolowane bezpieczeństwo poprzez złożone środki ochronne; Baterie w stanie stałym są jak stała skała, z natury stabilna i odporna na ryzyko.

Ogólnie pod względem bezpieczeństwa, Bateria w stanie stałym Rzeczywiście ma przewagę nad akumulatorami litowo-jonowymi ze względu na charakterystykę ich elektrolitów w stanie stałym i doskonałej konstrukcji. W miarę postępu technologii oczekuje się, że koszt baterii w stanie stałym stopniowo się zmniejszy i ostatecznie mogą zastąpić akumulatory litowo-jonowe w większej liczbie zastosowań, zapewniając bezpieczniejsze rozwiązania energetyczne dla naszego życia.  

Aby dowiedzieć się więcej o Bateria w stanie stałym Lub odkryć opcje dla swoich konkretnych potrzeb? Nasz zespół w Zye jest tutaj, aby pomóc.

Specjalizujemy się w najnowocześniejszych technologiach akumulatorów i możemy zapewnić eksperckie wskazówki dotyczące wyboru odpowiedniego rozwiązania dla Twojej aplikacji.

Nie wahaj się skontaktować się z nami o coco@zyepower.com Aby uzyskać więcej informacji lub omówić swoje wymagania. Wspierajmy razem przyszłość!