Quelle est la différence entre les batteries à semi-conducteurs et les batteries lithium-ion?

Maintenant , la plupart des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie utilisentbatteries lithium-ion . Bien qu'ils aient une densité d'énergie élevée et une vitesse de charge rapide, ils ont des problèmes comme la sécurité. Donc, l'industrie développe activement des batteries à semi-conducteurs, s'attend à ce qu'il remplace les batteries lithium-ion traditionnelles.

Qu'est-ce qu'une batterie à semi-conducteurs?

Les batteries à semi-conducteurs sont un type de technologie de batterie. Contrairement aux batteries lithium-ion et aux batteries lithium-ion polymère qui sont couramment utilisées aujourd'hui, les batteries à semi-conducteurs sont des batteries qui utilisent des électrodes solides et des électrolytes solides.

En ionique à l'état solide, une batterie à l'état solide est une batterie qui utilise des électrodes solides et un électrolyte solide. Les batteries à semi-conducteurs ont généralement une densité de puissance plus faible et une densité d'énergie plus élevée. En raison du rapport puissance/poids élevé des batteries à semi-conducteurs, ce sont des batteries idéales pour les véhicules électriques .

Qu'est-ce qu'une batterie lithium-ion?

Une batterie lithium-ion est une batterie secondaire (Batterie rechargeable) qui repose principalement sur le mouvement des ions lithium entre les électrodes positive et négative pour fonctionner. Pendant le processus de charge et de décharge, Li+ s'intercale et se désintercale dans les deux sens entre les deux électrodes: pendant la charge, Li+ est désintercalé de l'électrode positive, intercalé dans l'électrode négative à travers l'électrolyte, et l'électrode négative est dans un état riche en lithium; pendant la décharge, le contraire est vrai.

Les batteries lithium-ion ont été développées pour la première fois par Sony Corporation du Japon en 1990. Il s'agit d'intercaler des ions lithium dans du carbone (coke de pétrole et graphite) former une électrode négative (traditionnelbatteries à lithium utiliser du lithium ou des alliages de lithium comme électrode négative). LixCoO2 est couramment utilisé comme matériau de cathode, LixNiO2 et LixMnO4 sont également utilisés, et l'électrolyte est LiPF6 + carbonate de diéthylène (CE) + carbonate de diméthyle (DMC).

Quelle est la différence entre les batteries à semi-conducteurs et les batteries lithium-ion?

La principale différence entre les batteries à semi-conducteurs et les batteries lithium-ion est l'électrolyte. L'électrolyte des ions lithium est liquide et existe sous forme de gel et de polymère, rendant difficile la chute du poids de la batterie. En outre, l'énergie d'un seulbatterie au lithium le pack n'est pas élevé, donc plusieurs batteries doivent être connectées en série, ajoutant du poids supplémentaire. Le coût de l'ingénierie, la fabrication et l'installation de la batterie représentent une part importante du coût global d'un véhicule électrique.

En plus des problèmes de poids, les électrolytes sont également inflammables, instable à haute température, ont des problèmes d'emballement thermique, et pourrait provoquer de graves incendies en cas d'accident de voiture. Les électrolytes ont également tendance à geler à basse température, réduisant la durée de vie de la batterie. En outre, l'électrolyte corrodera les composants internes de la batterie, et le processus de charge et de décharge générera également des dendrites, réduire la capacité, performances et durée de vie de la batterie.

Il n'y a pas d'électrolyte liquide lourd à l'intérieur d'une batterie à semi-conducteurs, mais un électrolyte solide sous forme de verre, céramique, ou d'autres matériaux. La structure globale des batteries à semi-conducteurs est similaire à celle des batteries lithium-ion traditionnelles, et les méthodes de charge et de décharge sont similaires, mais parce qu'il n'y a pas de liquide, l'intérieur de la batterie est plus serré, le volume est plus petit, et la densité d'énergie est augmentée. Si la batterie lithium-ion du véhicule électrique est remplacée par une batterie à semi-conducteurs de même volume, la capacité électrique peut théoriquement être augmentée de plus de 2 fois.

en outre, la batterie au lithium à semi-conducteurs est plus légère, et ne nécessite pas la surveillance, système de refroidissement et d'isolation thermique de la batterie lithium-ion. Le châssis peut libérer plus d'espace pour la batterie, ce qui augmente considérablement la durée de vie de la batterie du véhicule électrique.

en outre, les batteries à semi-conducteurs peuvent être chargées plus rapidement que les batteries lithium-ion, pas de problème de corrosion, et avoir une durée de vie plus longue. Concernant la température de travail, la batterie à semi-conducteurs est thermiquement stable et ne gèle pas à basse température, qui peut assurer la durée de vie de la batterie des véhicules électriques pour les utilisateurs vivant sous des latitudes moyennes et élevées.