Wat is een batterij van vaste toestand en wat zijn de voordelen van een vaste statenbatterij?

Wat is een batterij van vaste toestand? Dit begint met de huidige structuur van lithium-ionbatterijen.

 

Lithium-ionbatterijen zijn samengesteld uit positieve elektroden, negatieve elektroden, diafragma's en elektrolyten. Bij het opladen worden lithiumionen in de elektrolyt uitgevoerd. Elektrolyten hebben echter een reeks nadelen, zoals gemakkelijke lekkage, ontvlambaarheid en volatiliteit. Elektrolyten zijn meestal samengesteld uit organische oplosmiddelen, die zeer ontvlambaar zijn en ook kunnen ontleden om zuurstof te produceren. Eenmaal gelekt en lucht- of hoge temperatuuromgevingen tegengekomen, zijn ze vatbaar voor vuur of explosie.

 

Bovendien zal bij koud weer de toename van elektrolytviscositeit ook leiden tot een afname van de geleidbaarheid van lithiumionen, langzame ionentransmissiesnelheid en batterijprestaties. Dit is de reden waarom batterijen snel vervallen in de noordelijke winter. Bovendien zijn elektrolyten in omgevingen op hoge temperaturen eenvoudig te vervluchtigen en ontbinden, wat ook de stabiliteit en veiligheid van de batterij beïnvloedt.

 

Ter vergelijking: vaste elektrolyten zijn veel veiliger en stabieler, niet-ontvluchtig, niet-corrosief, niet-vluchtig en hebben geen lekproblemen. Ze overwinnen ook het fenomeen van lithiumdendrieten. (Lithium -dendrieten zijn kristalophopingen veroorzaakt door opladen en ontladen. Wanneer ze te lang zijn, kunnen ze gemakkelijk het diafragma doorboren en kortsluiting veroorzaken.)

 

Bovendien nemen vaste elektrolyten minder ruimte in de batterij in beslag. Hogere energiedichtheid kan worden verkregen. De chemische eigenschappen zijn ook stabieler, en nevenreacties zijn niet eenvoudig te optreden, wat ook de levensduur van de service en het cyclusnummer van de batterij verlengt.

 

Bovendien kunnen solid-state batterijen ook normaal werken in een breed temperatuurbereik en kunnen ze goede prestaties behouden, ongeacht de omgevingen met hoge of lage temperatuur. In tegenstelling tot vloeibare lithiumbatterijen, hebben te koud of te heet invloed op de prestaties.

 

Samenvattend zijn batterijen in vaste toestand veiliger dan vloeistoflithiumbatterijen, hebben een hogere energiedichtheid, langere levensduur en een betere aanpassingsvermogen van temperatuur.