تغییر به فناوری باتری حالت جامد بعدی است ، گزارش IDTechEx

از زمان تجاری سازی در سال 1991 ، باتری های لیتیوم یون موفقیت جهانی کسب کرده اند. با این حال ، این نمی تواند محدودیت های ذاتی آنها را از نظر ایمنی ، عملکرد ، فاکتور شکل و هزینه ها پنهان کند.

اکثر فن آوری های فعلی یون لیتیوم از الکترولیت مایع همراه با نمک های لیتیوم مانند LiPF استفاده می کنند6، LiBF4 یا LiClO4 در یک حلال آلی. با این حال ، رابط الکترولیت جامد ، که در نتیجه از ترکیب شدن الکترولیت در الکترود منفی ایجاد می شود ، رسانایی موثر را محدود می کند. بعلاوه ، الکترولیت مایع به غشاهای گران قیمت برای جدا کردن کاتد و آند و همچنین یک پوشش نفوذ ناپذیر برای جلوگیری از نشت نیاز دارد. بنابراین ، اندازه و آزادی طراحی این باتری ها محدود است. علاوه بر این ، الکترولیت های مایع از ایمنی و بهداشت برخوردار هستند زیرا از مایعات قابل اشتعال و خورنده استفاده می کنند. Firegate سامسونگ به ویژه خطرات ناشی از استفاده از الکترولیت های مایع قابل اشتعال را حتی برای شرکت های بزرگ نیز برجسته کرده است.

باتری های پیشرفته لیتیوم یونی فعلی می توانند به چگالی انرژی بیش از 700 وات بر لیتر در سطح سلول برسند و حداکثر دامنه رانندگی آن برای خودروهای الکتریکی حدود 500 کیلومتر است. مواد کاتدی با نیکل بالا ممکن است چگالی انرژی را بیشتر تحت فشار قرار دهند اما ویژگی های مواد فعال ممکن است آستانه ای را ترسیم کنند.

باتری های حالت جامد می توانند تغییر دهنده بازی باشند

الکترولیت حالت جامد امکان ادغام مواد با عملکرد بهتر مانند فلز لیتیوم و مواد کاتدی ولتاژ بالا را فراهم می کند. با این حال ، مشاهده شده است که باتری های حالت جامد در اوایل نسل ممکن است حاوی انواع مشابهی از الکترودهای فعال باشند ، و الکترولیت مایع توسط الکترولیت حالت جامد جایگزین می شود. در این حالت ، باتری های حالت جامد از نظر چگالی انرژی هیچ برتری آشکاری نسبت به باتری های لیتیوم یون پایه مایع ندارند.

خبر مرتبط  بازار تحرک هوشمند تا سال 2027 به 70.46 دلار بشکه ، در سطح جهانی ، در 20.2٪ CAGR: تحقیقات بازار متفقین

با این حال ، باتری های حالت جامد هنوز مقادیری را در این مورد ارائه می دهند. از آنجا که هم الکترودها و هم الکترولیت حالت جامد دارند ، الکترولیت جامد نیز به عنوان جدا کننده رفتار می کند و باعث کاهش حجم و وزن به دلیل حذف اجزای خاص (به عنوان مثال جدا کننده و پوشش) می شود. آنها امکان چیدمان جمع و جورتر سلول ها را در بسته باتری فراهم می کنند. به عنوان مثال ، آرایش دو قطبی ولتاژ و ظرفیت بالاتر را در سطح سلول امکان پذیر می کند. اتصال ساده فضای بیشتری را در بسته باتری برای سلولهای بیشتر فراهم می کند.

علاوه بر این ، حذف الکترولیت های مایع قابل اشتعال می تواند راهی برای باتری های ایمن و با دوام باشد زیرا در برابر تغییرات دما و آسیب های فیزیکی هنگام استفاده مقاوم ترند. باتری های حالت جامد می توانند چرخه های شارژ / تخلیه بیشتری را قبل از تخریب کنترل کنند ، و این امر نوید دهنده طول عمر بیشتری است. ایمنی بهتر به معنای نظارت الکترونیکی کمتر در ماژول / بسته باتری است.

بنابراین ، حتی نسل های اولیه باتری های حالت جامد ممکن است چگالی انرژی مشابه یا حتی کمتری از باتری های لیتیوم یونی داشته باشند ، انرژی موجود در بسته باتری می تواند قابل مقایسه یا حتی بیشتر از دومی باشد.

خبر مرتبط  3،45 میلیون کلاس درسی ایالات متحده فقط ایمن تر شده است ... جدید ربات اتوماتیک کشتار Covid-19 در N.Y.C رونمایی شد این هفته توسط CIRQ + Inc.

با پنجره الکتروشیمیایی بزرگتر که الکترولیتهای جامد می توانند تهیه کنند ، می توان از مواد کاتدی ولتاژ بالا استفاده کرد. علاوه بر این ، آند فلزی لیتیوم با چگالی بالا می تواند چگالی انرژی را بیش از 1000 Wh / L افزایش دهد. این ویژگی ها بیشتر می تواند باتری حالت جامد را به یک تغییر دهنده بازی تبدیل کند.

فناوری های رقابتی تصمیم را دشوار می کنند

سرمایه گذاری در شرکت های مختلف تولید باتری حالت جامد ، نشان دهنده پتانسیل عظیم باتری های حالت جامد است. با این حال ، باتری حالت جامد تنها بر اساس یک فناوری واحد ساخته نشده است. در عوض ، چندین روش فناوری در صنعت موجود است. الکترولیت های حالت جامد را می توان تقریباً به سه دسته تقسیم کرد: انواع آلی ، انواع غیر آلی و کامپوزیت. در گروه غیرآلی ، LISICON مانند ، آرگیرودیت ها ، گارنت ، NASICON مانند ، Perovskite ، LiPON ، Li-Hydride و Li-Halide به عنوان 8 نوع محبوب در نظر گرفته می شوند. LISICON مانند و argyrodites به سیستم سولفید تعلق دارند ، در حالی که گارنت ، NASICON مانند ، Perovskite و LiPON بر اساس سیستم اکسید هستند.

رقابت بین سیستم های پلیمر ، اکسید و سولفید تاکنون نامشخص است و معمول است که شرکت های باتری سعی می کنند چندین رویکرد را امتحان کنند. پردازش سیستم های پلیمری آسان است و به تجاری ترین نزدیک هستند ، در حالی که دمای عملیاتی نسبتاً بالا ، پتانسیل پایین آنتی اکسید و پایداری بدتر چالش هایی را نشان می دهد. الکترولیت های سولفید از مزایای هدایت یونی بالا ، دمای پایین پردازش ، پنجره پایداری الکتروشیمیایی گسترده و غیره برخوردار هستند. بسیاری از ویژگی ها باعث جذابیت آنها می شود و به عنوان گزینه نهایی توسط بسیاری در نظر گرفته می شوند. با این حال ، دشواری تولید و محصول جانبی سمی که می تواند در این فرآیند ایجاد شود ، باعث می شود که تجاری سازی نسبتاً کند باشد. سیستم اکسید پایدار و ایمن است ، در حالی که مقاومت بالاتر رابط و دمای پردازش بالا برخی مشکلات را به طور کلی نشان می دهد.

خبر مرتبط  Purpl علمی تجزیه و تحلیل رطوبت و آب را به Purpl PRO اضافه می کند

در این گزارش ، فن آوری های دقیق معرفی ، تحلیل و معیار داده شده اند. برای درک بهتر فناوری های باتری حالت جامد ، بازیکنان ، بازارها ، فرصت ها ، چالش ها و موارد دیگر ، لطفاً به گزارش IDTechEx “باتری های حالت جامد و پلیمرهای 2020-2030: فناوری ، اختراع ثبت شده ، پیش بینی ها ، بازیکنان” ، www.IDTechEx مراجعه کنید. .com / SSB یا برای نمونه کارهای کامل تحقیقات ذخیره انرژی در دسترس از IDTechEx لطفاً به سایت www.IDTechEx.com/Research/ES مراجعه کنید.

IDTechEx از طریق محصولات تحقیقاتی ، مشاوره ای و رویدادی ، تصمیمات استراتژیک تجاری شما را راهنمایی می کند و به شما کمک می کند از فناوری های نوظهور سود ببرید. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تحقیق و مشاوره IDTechEx ، با ما تماس بگیرید [email protected] یا به سایت www.IDTechEx.com مراجعه کنید.

تماس با رسانه:

ناتالی مورتون
مدیر بازاریابی دیجیتال
[email protected]
+44 (0) 1223 812300

منبع IDTechEx