Poukisa batri tout eta solid yo se yon tandans endistri?
Segondè sekirite:
Pwoblèm sekirite pil likid yo te toujou kritike. Elektwolit la fasil ki ka pran dife anba tanperati ki wo oswa enpak grav. Anba gwo kouran, ityòm dendrites ap parèt tou pou pèse séparateur a ak koze kout chan de kous. Pafwa elektwolit la ka sibi reyaksyon segondè oswa dekonpoze nan tanperati ki wo. Estabilite tèmik nan elektwolit likid ka sèlman kenbe jiska 100 degre, pandan y ap elektwolit solid oksid ka rive nan 800 degre, ak sulfid ak alogen ka rive tou 400 degre. Ksid solid yo pi estab pase likid, ak akòz fòm solid yo, rezistans enpak yo pi wo pase sa yo ki nan likid. Se poutèt sa, batri solid-eta ka satisfè bezwen moun yo pou sekirite.
Segondè dansite enèji:
Kounye a, batri solid-eta pa te reyalize yon dansite enèji ki depase sa ki nan pil likid, men teyorikman batri eta solid ka reyalize dansite enèji trè wo. Batri solid-eta pa bezwen vlope nan likid pou anpeche flit tankou pil likid. Se poutèt sa, kokiy redondants, fim anbalaj, materyèl dissipation chalè, elatriye ka elimine, ak dansite enèji a ka amelyore anpil.
Segondè pouvwa:
Iyon ityòm nan pil likid yo pote pa kondiksyon, pandan y ap iyon ityòm nan batri solid-eta yo pa kondiksyon so, ki se pi vit epi li gen yon chaj ki pi wo ak pousantaj egzeyat. Vit chaje te toujou yon difikilte nan teknoloji batri likid, paske ityòm pral presipite si vitès chaje a twò vit, men pwoblèm sa a pa egziste nan tout-eta pil solid.
Pèfòmans tanperati ki ba:
Anjeneral, pil likid yo travay stab nan -10 degre a 45 degre, men ranje kwazyè yo seryezman tonbe nan sezon fredi. Tanperati fonksyònman elektwolit solid se ant -30 degre ak 100 degre, kidonk pa pral gen okenn rediksyon nan lavi batri eksepte nan zòn ki trè frèt, epi pa gen okenn sistèm jesyon tèmik konplèks ki nesesè.
Long lavi span:
Pami pil likid, lavi an mwayèn nan pil ternary se 500-1000 sik, ak lavi a nan ityòm fè fosfat ka rive nan 2000 sik. Eta a tout-solid fim mens ka rive nan 45,000 sik nan tan kap vini an, ak dire lavi a 5C nan laboratwa a ka rive nan 10,000 fwa. Lè pri pwodiksyon nan menm dansite enèji ka konvèje, pri-efikasite batri solid-eta se san parèy.
Konparezon 4 elektwolit solid inòganik
Kalite materyèl elektwolit solid yo ka divize an kat kategori: oksid, sulfid, polymère, ak alogen. Chak nan kat kalite elektwolit sa yo gen diferan pwopriyete fizik ak chimik, ki detèmine difikilte pou R & D, pwodiksyon, ak endistriyalizasyon ak pozisyon mache nan lavni li yo.
Elektwolit oksid:
Avantaj: konduktiviti iyonik la se nan mitan an, epi li gen pi bon estabilite elektwochimik, estabilite mekanik ak estabilite tèmik. Li ka adapte ak materyèl katod wo-vòltaj ak anod metal ityòm. Ekselan konduktiviti elektwonik ak selektivite ion. An menm tan an, degre nan kontinwite ekipman ak pri fabrikasyon tou gen gwo avantaj. Kapasite konplè a se pi konplè a.
Dezavantaj: Estabilite rediksyon se yon ti kras ba, frajil, epi li ka lakòz fant.
Elektwolit oksid gen gwo fòs mekanik, bon tèmik ak estabilite lè, ak fenèt elektwochimik lajè. Elektwolit oksid yo ka divize an eta cristalline ak amorphe. Elektwolit oksid cristalline komen yo enkli kalite perovskite, kalite LISICON, kalite NASICON ak kalite grena. Elektwolit oksid ka kenbe tèt ak vòltaj segondè, gen tanperati dekonpozisyon segondè, epi yo gen bon fòs mekanik. Sepandan, konduktiviti iyonik tanperati chanm li yo ba (<10-4 S/cm), it has poor contact with the solid-solid interface of the positive and negative electrodes, and it is usually thick (>200μm), ki redwi anpil volim enèji dansite batri a. Atravè dopaj eleman ak modifikasyon fwontyè grenn jaden, konduktiviti nan tanperati chanm nan elektwolit oksid ka ogmante nan lòd la nan 10-3 S / cm. Kontwole volim kristal la epi ajoute kouch polymère ka amelyore kontak entèfas ant elektwolit oksid la ak elektwòd pozitif ak negatif. Ultrathin solid elektwolit manbràn ka pwodwi pa solisyon / metòd kouch lisier.
Sulfid elektwolit:
Avantaj: pi wo konduktiviti ion, ti rezistans fwontyè grenn jaden, bon duktilite, ak bon selektivite ion.
Dezavantaj: pòv estabilite chimik, pral reyaji ak metal ityòm, epi fasil reyaji ak lè imid. Pri a pi wo ak pwopriyete mekanik yo pòv. Kounye a, pwodiksyon toujou bezwen fèt nan yon bwat gan, sa ki fè li difisil pou pwodui an mas sou yon gwo echèl.
Elektwolit sulfid gen konduktiviti tanperati chanm segondè ak bon duktilite, epi estabilite yo ka amelyore atravè dopaj ak kouch. Elektwolit sulfid kounye a vini nan twa fòm prensipal: vè, vè-seramik ak kristal. Elektwolit sulfid gen konduktiviti tanperati chanm segondè, ki ka tou pre sa ki nan elektwolit likid (10-4-10-2 S / cm), dite modere, bon kontak fizik koòdone, ak bon pwopriyete mekanik. Yo se materyèl kandida enpòtan pou pil eta solid. Sepandan, elektwolit sulfid gen yon fenèt elektwochimik etwat, estabilite koòdone pòv ak elektwòd pozitif ak negatif, epi yo trè sansib a imidite. Li ka reyaji ak tras kantite dlo nan lè a epi lage gaz ilfid idwojèn toksik. Pwodiksyon, transpò, ak pwosesis gen kondisyon anviwònman trè wo. Metòd modifikasyon tankou dopaj ak kouch ka estabilize koòdone ki genyen ant ilfid ak elektwòd pozitif ak negatif, fè yo apwopriye pou divès kalite materyèl elektwòd pozitif ak negatif, e menm itilize nan pil ityòm-souf.
Preparasyon pil elektwolit sulfid gen gwo kondisyon anviwònman an. Elektwolit sulfid gen gwo konduktivite epi yo relativman mou, epi yo ka pwodwi pa metòd kouch. Pwosesis pwodiksyon an pa trè diferan de pwosesis pwodiksyon batri likid ki deja egziste a, men yo nan lòd yo amelyore kontak koòdone nan batri a, anjeneral li nesesè fè plizyè pressing cho apre kouch epi ajoute yon kouch tanpon pou amelyore kontak koòdone. Elektwolit sulfid yo trè sansib a imidite epi yo ka reyaji avèk kantite tras dlo nan lè a pou jenere sulfid idwojèn gaz toksik, kidonk kondisyon anviwònman an pou fabrikasyon batri yo trè wo.
Elektwolit polymère:
Avantaj: bon sekirite, bon fleksibilite ak kontak koòdone, fasil pou fòme fim.
Dezavantaj: konduktiviti ionik trè ba nan tanperati chanm ak estabilite tèmik se pòv.
Li fleksib epi fasil pou trete, epi konduktivite a ka amelyore atravè kwa-linking, melanje, grèf, epi ajoute plastifyan. Substra polymère prensipal yo itilize nan elektwolit polymère yo enkli PEO, PAN, PVDF, PA, PEC, PPC, elatriye Sèl prensipal ityòm yo itilize yo enkli LiPF6, LiFSI, LiTFSI, elatriye. Elektwolit Polymère yo senp pou prepare, gen bon fleksibilite ak processability, epi yo ka itilize nan pwodwi elektwonik fleksib oswa pil ak fòm ki pa konvansyonèl yo. Li gen bon kontak fizik ak elektwòd yo pozitif ak negatif, ak pwosesis la se relativman pre sa yo ki deja egziste pil ityòm. Li ka fasil pou itilize nan pwodiksyon an mas nan pil nan transfòmasyon nan ekipman ki deja egziste. Sepandan, konduktiviti iyonik tanperati chanm nan elektwolit polymère a jeneralman ba anpil (<10-6 S/cm). The most common PEO-based polymer electrolyte also has poor oxidation stability and can only be used for LFP positive electrodes. The room temperature conductivity of polymer electrolytes can be improved by cross-linking, blending, grafting, or adding a small amount of plasticizers with a variety of polymers. In-situ curing can improve the physical contact between the polymer electrolyte and the positive and negative electrodes to the level of liquid batteries. The design of asymmetric electrolytes can broaden the electrochemical window of polymer electrolytes. The battery manufacturing process developed earlier and is relatively mature. The polymer electrolyte layer can be prepared by dry or wet methods. Battery cells assembly is achieved through roll-to-roll compounding between electrodes and electrolytes. Both dry and wet methods are very mature, easy to manufacture large batteries, and are closest to the existing liquid battery preparation methods.
Elektwolit Halogen:
Avantaj: ba rezistans elektwonik, segondè selektivite ion, estabilite rediksyon segondè, epi li pa fasil krak.
Dezavantaj: Li toujou nan etap laboratwa a, li gen move estabilite chimik ak estabilite oksidatif, epi li gen gwo rezistans ion.
Akòz avantaj ak dezavantaj enpòtan nan alogen ak polymère, konpetisyon mondyal la nan lavni pou batri solid-eta pral sitou konsantre sou oksid ak sulfid. An reyalite, akòz estabilite chimik pòv li yo, kalite materyèl ki ka chwazi pou elektwolit sulfid yo trè etwat, men osi lontan ke materyèl apwopriye ak zouti pwosesis yo jwenn, enpèfeksyon sa a ka fè moute pou.
Sepandan, nan yon pèspektiv endistriyalizasyon, pwosesis konplèks ap mennen nan pi wo pri ak yon plafon echèl, kidonk elektwolit solid oksid yo se kounye a endikap nan devlopman nan eta solid pil. Soti nan pil likid nan pil eta solid, pral gen yon etap batri semi-solid, ak youn ki pi apwopriye nan etap sa a se chemen an oksid. Li se akòz pèfòmans konplè li yo ak avantaj pri. Semi-solid-eta pil ka ranplase aktyèl batri likid pi vit, piti piti pran avantaj de avantaj ki genyen ak pri-efikasite nan pil solid-eta.
Sepandan, ak avansman nan teknoloji, li toujou klè si mond lan pral domine pa oksid oswa sulfid nan lavni an. Nwayo teknoloji batri solid-eta se rechèch ak devlopman elektwolit eta solid. Malgre ke aktyèl materyèl elektwolit solid yo te fè gwo pwogrè, yo toujou gen pwoblèm tankou konduktiviti pòv, gwo rezistans koòdone, ak depans preparasyon segondè. Kontinye rechèch debaz ak zouti teknolojik yo bezwen amelyore konduktiviti ak estabilite elektwolit solid.
