Kaip kietojo kūno baterijos lyginamos su ličio jonų baterijomis saugumo atžvilgiu?

Ar kada nors jaudinatės dėl savo telefono perkaitimo ar net sprogimo, kai jį įkraunate? Ar kada nors jautėte susirūpinimą dėl akumuliatoriaus saugos, pamačius naujienų pranešimus apie dronus, kurie gaudo ugnį dėl akumuliatoriaus problemų? Tarp įvairių galimų baterijų rūšių,Kietosios būklės baterijos ir ličio jonų baterijosdažnai lyginami. Kuris iš jų yra saugesnis?

Norėdami ištirti šį klausimą, turime pradėti nuo pagrindinių baterijų komponentų.

1. Elektrolitas: pirmoji saugos gynybos linija

Ličio jonų akumuliatoriai paprastai naudoja organinius skysčius elektrolitus, kurie turi tam tikrą degumo laipsnį. Kai akumuliatorius patiria mechaninį poveikį, per daug įkrovimo ar aukštos temperatūros, gali atsirasti vidiniai trumpi jungtys, dėl kurių greitai kyla temperatūra. Skystas elektrolitas gali suskaidyti ir išlaisvinti degias dujas, todėl degimas ar net sprogimai, iš kurių daugelis yra susiję su skysčio elektrolito nestabilumu.

Priešingai, pusiau kieta būsena Naudokite kietų elektrolitų, tokių kaip keramika ar polimerai, kurie pasižymi puikiu cheminiu stabilumu ir nedegumu. Net ir ekstremaliomis sąlygomis kietieji elektrolitai greičiausiai nesugeba ar nutekės, todėl žymiai sumažina ugnies ar sprogimo riziką. Kietųjų sulfido elektrolitų uždegimo taškas viršija 500 ° C, o oksido elektrolitai išlieka stabilūs net 800 ° C temperatūroje.

Struktūriškai ličio jonų baterijų elektrodai yra glaudžiai išdėstyti, todėl jie yra linkę į dendrito augimą. Dendritai yra į medį panašūs kristalai, suformuoti nelygiais ličio jonų nusėdimu ant elektrodo paviršiaus įkrovimo ir iškrovimo metu. 

Jie gali pradurti separatorių, sukeldami vidinius trumpus junginius ir saugos incidentus. Priešingai, kietųjų kietojo kūno akumuliatorių elektrolitai turi didelį mechaninį stiprumą, efektyviai slopindami dendrito augimą ir įsiskverbimą, dar labiau padidindami akumuliatoriaus saugumą.

2. Išgyvenimo konkurencija ekstremalioje aplinkoje

Esant -20 ° C, skystas elektrolitas ličio jonų akumuliatoriuose tampa klampus, todėl staigiai sumažėja jonų laidumo efektyvumas. Tai ne tik sumažina akumuliatoriaus veikimo laiką, bet ir gali pabloginti dendrito augimą dėl netolygaus įkrovimo ir iškrovimo. Priešingai,Kietojo kūno baterijosNaudojant sulfido elektrolitus, gali būti daugiau kaip 70% jų talpos esant -40 ° C, o dendrito augimo greitis žemoje temperatūroje yra tik penktadalis ličio jonų akumuliatorių.

Atotrūkis tampa dar ryškesnis aukštos temperatūros aplinkoje. Kai aplinkos temperatūra siekia 45 ° C, ličio jonų baterijoms reikalinga aušinimo sistema, kad būtų išlaikyta saugumas, o kietojo kūno akumuliatoriai, po 500 nuolatinio įkrovimo ir išleidžiant 60 ° C temperatūroje, padidėja tik 3%, palyginti su kambario temperatūros sąlygomis.

3. Saugumo balansavimas komercializacijos procese

Tačiau kietojo kūno baterijos šiuo metu susiduria su tam tikrais iššūkiais.

Pavyzdžiui, jų gamybos išlaidos yra palyginti didelės, o gamybos procesas yra sudėtingesnis, o tai tam tikru mastu riboja jų didelio masto taikymą. Kita vertus, ličio jonų akumuliatoriai buvo tobulinami, turint palyginti subrendusias technologijas ir mažesnes išlaidas, todėl jos dominuoja rinkoje.

Nors kietojo kūno baterijos teoriškai siūlo geresnį saugumą, šiame etape vis tiek reikia spręsti praktinius iššūkius.

Visos tvirtos būklės akumuliatorių sąsajos varžos problema dar nebuvo visiškai išspręsta, o kai kurie gamintojai priėmė “.pusiau kieta būsena„Pereinamasis tirpalas - norint padidinti laidumą padidinant nedidelį kiekį skysto elektrolito.

Akumuliatoriaus pasirinkimas iš esmės yra saugos filosofijos pasirinkimas: ličio jonų baterijos yra tarsi tikslūs Šveicarijos armijos peiliai, kontroliuojamos saugos pasiekimas per sudėtingas apsaugos priemones; Kietojo kūno baterijos yra tarsi kieta uola, iš prigimties stabilios ir atsparios rizikai.

Apskritai, kalbant apie saugumą, kietojo kūno-baterija Iš tiesų turi pranašumą prieš ličio jonų baterijas dėl jų kietojo kūno elektrolitų savybių ir puikios konstrukcijos konstrukcijos. Tobulėjant technologijoms, tikimasi, kad kietojo kūno akumuliatorių kaina palaipsniui mažės, ir jie ilgainiui gali pakeisti ličio jonų baterijas daugiau programose, suteikdami saugesnius energijos sprendimus mūsų gyvenimui.  

Norėdami sužinoti daugiau apie kietojo kūno-baterija Arba ištirti savo konkrečių poreikių parinktis? Mūsų „Zye“ komanda yra čia, kad padėtų.

Mes specializuojamės pažangiausiose akumuliatorių technologijose ir galime pateikti ekspertų patarimus, kaip pasirinkti tinkamą jūsų programos sprendimą.

Nedvejodami susisiekite su mumis coco@zyepower.com Norėdami gauti daugiau informacijos arba aptarti jūsų reikalavimus. Įgijokime ateitį kartu!