Was ist der Unterschied zwischen Festkörperbatterien und Lithium-Ionen-Batterien??

Momentan , die meisten Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme verwendenLithium-Ionen-Batterien . Obwohl sie eine hohe Energiedichte und eine schnelle Ladegeschwindigkeit haben, Sie haben Probleme wie Sicherheit. Deswegen, Die Industrie entwickelt aktiv Festkörperbatterien, Es wird erwartet, dass es herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien ersetzen wird.

Was ist eine festkörperbatterie?

Festkörperbatterien sind eine Art Batterietechnologie. Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Ionen-Polymer-Batterien, die heute üblicherweise verwendet werden, Festkörperbatterien sind Batterien, die feste Elektroden und Festelektrolyte verwenden.

In der Festkörperionik, Eine Festkörperbatterie ist eine Batterie, die feste Elektroden und einen festen Elektrolyten verwendet. Festkörperbatterien haben im Allgemeinen eine geringere Leistungsdichte und eine höhere Energiedichte. Aufgrund des hohen Leistungsgewichts von Festkörperbatterien, Sie sind ideale Batterien für Elektrofahrzeuge .

Was ist ein lithium-ionen akku?

Eine Lithium-Ionen-Batterie ist eine Sekundärbatterie (wiederaufladbare Batterie) die hauptsächlich auf der Bewegung von Lithiumionen zwischen den positiven und negativen Elektroden beruht, um zu funktionieren. Während des Lade- und Entladevorgangs, Li+ interkaliert und deinterkaliert zwischen den beiden Elektroden hin und her: während des Ladevorgangs, Li+ wird von der positiven Elektrode deinterkaliert, durch den Elektrolyten in die negative Elektrode interkaliert, und die negative Elektrode befindet sich in einem lithiumreichen Zustand; während der Entladung, das Gegenteil ist wahr.

Lithium-Ionen-Batterien wurden erstmals 1990 von der Sony Corporation of Japan entwickelt. Sie sollen Lithium-Ionen in Kohlenstoff einlagern (Petrolkoks und Graphit) um eine negative Elektrode zu bilden (traditionellLithiumbatterien Verwenden Sie Lithium oder Lithiumlegierungen als negative Elektrode). Als Kathodenmaterial wird üblicherweise LixCoO2 verwendet, LixNiO2 und LixMnO4 werden ebenfalls verwendet, und der Elektrolyt ist LiPF6 + Diethylencarbonat (EG) + Dimethylcarbonat (DMC).

Was ist der Unterschied zwischen Festkörperbatterien und Lithium-Ionen-Batterien??

Der Hauptunterschied zwischen Festkörperbatterien und Lithium-Ionen-Batterien ist der Elektrolyt. Der Elektrolyt aus Lithiumionen ist flüssig und liegt in Form von Gel und Polymer vor, wodurch es schwierig wird, dass das Gewicht der Batterie sinkt. Zusätzlich, die Energie eines einzelnenLithium Batterie Packung ist nicht hoch, Daher müssen mehrere Akkupacks in Reihe geschaltet werden, zusätzliches Gewicht hinzufügen. Die Kosten des Engineerings, Herstellung und Einbau des Batteriepakets machen einen großen Teil der Gesamtkosten eines Elektrofahrzeugs aus.

Neben Gewichtsproblemen, Elektrolyte sind ebenfalls brennbar, instabil bei hohen Temperaturen, Probleme mit thermischem Durchgehen haben, und könnte bei einem Autounfall zu schweren Bränden führen. Elektrolyte neigen auch dazu, bei niedrigen Temperaturen zu gefrieren, Verringerung der Batterielebensdauer. Zusätzlich, Der Elektrolyt korrodiert die internen Komponenten der Batterie, und der Vorgang des Ladens und Entladens wird auch Dendriten erzeugen, Reduzierung der Kapazität, Leistung und Lebensdauer des Akkus.

In einer Festkörperbatterie befindet sich kein schwerer flüssiger Elektrolyt, sondern ein Festelektrolyt in Form von Glas, Keramik, oder andere Materialien. Die Gesamtstruktur von Festkörperbatterien ähnelt der herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien, und die Lade- und Entladeverfahren sind ähnlich, sondern weil es keine Flüssigkeit gibt, das Innere der Batterie ist dichter, das Volumen ist kleiner, und die Energiedichte wird erhöht. Wenn die Lithium-Ionen-Batterie im Elektrofahrzeug durch eine Festkörperbatterie gleichen Volumens ersetzt wird, die elektrische Kapazität kann theoretisch um mehr als erhöht werden 2 mal.

In Ergänzung, Die Festkörper-Lithiumbatterie ist leichter, und erfordert keine Überwachung, Kühl- und Wärmeisolationssystem der Lithium-Ionen-Batterie. Das Chassis kann mehr Platz für die Batterie schaffen, was die Batterielebensdauer des Elektrofahrzeugs erheblich verlängert.

In Ergänzung, Festkörperbatterien können schneller geladen werden als Lithium-Ionen-Batterien, keine Korrosionsprobleme haben, und haben ein längeres Leben. Apropos Arbeitstemperatur, Die Festkörperbatterie ist thermisch stabil und friert bei niedrigen Temperaturen nicht ein, die die Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen für Benutzer sicherstellen können, die in mittleren und hohen Breiten leben.