Zalety wszystkich litowych baterii półprzewodnikowych

Powodem, dla którego całkowicie półprzewodnikowa bateria litowo-jonowa przyciągnie międzynarodowych gigantów, jest to, że oczekuje się, że rozwiąże ona dwa główne problemy GG; które obecnie stanowią plagę dla branży akumulatorów energetycznych - potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa i niska gęstość energii. Zalety wszystkich litowych akumulatorów półprzewodnikowych w porównaniu z ciekłymi akumulatorami litowo-jonowymi obejmują:

(1) Całkowicie półprzewodnikowy akumulator litowo-litowy zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa

Ponieważ ciekły elektrolit zawiera palne rozpuszczalniki organiczne, nagły wzrost temperatury, gdy wystąpi wewnętrzne zwarcie, z łatwością spowoduje spalenie, a nawet wybuch. Konieczne jest zainstalowanie konstrukcji urządzenia zabezpieczającego odpornej na wzrost temperatury i zwarcie. Zwiększy to koszt, ale nadal nie może całkowicie rozwiązać problemu bezpieczeństwa. . Tesla, która twierdzi, że jest najlepszym BMS na świecie, spowodowała w tym roku poważne pożary w dwóch modelach w Chinach. Wiele nieorganicznych materiałów elektrolitów stałych jest niepalnych, niekorozyjnych, nielotnych i nie ma problemów z wyciekami. Oczekuje się również, że przezwycięży zjawisko dendrytyczne litu. Dlatego oczekuje się, że wszystkie półprzewodnikowe baterie wtórne litowe oparte na nieorganicznych elektrolitach stałych będą miały wysokie właściwości bezpieczeństwa. Stałe elektrolity polimerowe nadal stwarzają pewne zagrożenie pożarowe, ale w porównaniu z akumulatorami z płynnym elektrolitem zawierającymi palne rozpuszczalniki, ich bezpieczeństwo jest znacznie poprawione.

(2) Cała półprzewodnikowa bateria litowo-litowa ma wysoką gęstość energii

Obecnie gęstość energii stosowanych na rynku ogniw akumulatorów litowo-jonowych sięga około 260Wh / kg, a gęstość energii opracowywanych akumulatorów litowo-jonowych może sięgać 300-320Wh / kg. W przypadku litowych akumulatorów półprzewodnikowych, jeśli jako elektrodę ujemną używany jest lit metaliczny, oczekuje się, że gęstość energii akumulatora osiągnie 300-400 Wh / kg lub nawet więcej.

Należy zauważyć, że ponieważ gęstość stałego elektrolitu jest wyższa niż ciekłego elektrolitu, dla tego samego układu materiałów elektrod dodatnich i ujemnych gęstość energii elektrolitu ciekłego jest znacznie wyższa niż wszystkich stałych akumulatorów litowych. Powodem, dla którego całkowicie półprzewodnikowa litowa bateria pomocnicza ma wysoką gęstość energii, jest to, że elektroda ujemna może wykorzystywać metaliczne materiały litowe.

(3) Długi cykl życia wszystkich litowych baterii półprzewodnikowych

Oczekuje się, że stały elektrolit pozwoli uniknąć problemu ciągłego tworzenia się i wzrostu warstwy międzyfazowej stałego elektrolitu i dendrytów litu przebijających separator podczas procesu ładowania i rozładowywania ciekłego elektrolitu i może znacznie poprawić wydajność cyklu i żywotność baterii litowo-metalowych . Donoszono, że cienkowarstwowe, całkowicie półprzewodnikowe baterie litowe z metalu mogą być poddawane cyklom ponad 45 000 razy, ale nie ma doniesień o długim cyklu życia akumulatorów litowo-metalicznych o dużej pojemności. Głównym powodem jest to, że wydajność cyklu elektrod litowo-metalicznych o dużej pojemności (GG gt; 3 mAh / cm2) jest nadal niska. Ubogi.

(4) Szeroki zakres temperatur pracy dla wszystkich półprzewodnikowych akumulatorów litowo-litowych

Jeśli w pełni półprzewodnikowe baterie litowe wykorzystują nieorganiczne stałe elektrolity, oczekuje się, że maksymalna temperatura robocza wzrośnie do 300 ° C? lub nawet wyżej. Obecnie wydajność niskotemperaturowych całkowicie półprzewodnikowych baterii litowych o dużej pojemności wymaga poprawy. Specyficzny zakres temperatury roboczej akumulatora jest głównie związany z charakterystyką elektrolitu w wysokiej i niskiej temperaturze oraz rezystancją interfejsu.

(5) Szerokie okno elektrochemiczne dla wszystkich litowo-jonowych akumulatorów półprzewodnikowych

Okno stabilności elektrochemicznej całkowicie półprzewodnikowej baterii litowej jest szerokie, osiągając prawdopodobnie 5 V, co jest odpowiednie dla materiałów elektrod wysokiego napięcia i jest korzystne dla dalszego zwiększania gęstości energii. Obecnie cienkowarstwowe baterie litowe na bazie fosforanu azotku litu mogą pracować pod napięciem 4,8 V.

(6) Wszystkie litowo-litowe baterie półprzewodnikowe mają zalety w zakresie elastyczności

Całkowicie półprzewodnikowe baterie litowe można przygotować w postaci cienkowarstwowych i elastycznych baterii, które w przyszłości mogą być używane w inteligentnych, nadających się do noszenia i wszczepianych urządzeniach medycznych. W porównaniu z elastycznymi akumulatorami litowymi z płynnym elektrolitem, pakowanie jest łatwiejsze i bezpieczniejsze.

(7) Wygodne odzyskiwanie całej półprzewodnikowej baterii litowej

Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwie metody recyklingu baterii, jedna to metoda mokra, a druga metoda sucha. Metoda mokra polega na usunięciu toksycznego i szkodliwego rdzenia płynnego, a metoda na sucho polega na wydobyciu skutecznych składników, takich jak kruszenie. Zaletą całkowicie półprzewodnikowej baterii litowej jest to, że nie ma w niej płynu, więc teoretycznie nie powinno być żadnego odpadu i jest stosunkowo łatwy w obsłudze.