Kuidas võrrelda tahkis patareid liitiumioonakudega ohutuse osas?

Kas olete kunagi muretsenud oma telefoni ülekuumenemise või isegi plahvatuse pärast selle laadimise ajal? Kas olete kunagi tundnud muret aku ohutuse pärast pärast seda, kui on näha uudiste teateid akuprobleemide tõttu tulekahjust? Saadaolevate erinevat tüüpi akude hulgas,tahke oleku patareid ja liitiumioonide akudsageli võrreldakse. Kumb on turvalisem?

Selle küsimuse uurimiseks peame alustama akude põhikomponentidest.

1. elektrolüüt: esimene kaitseliin ohutuse tagamiseks

Liitium-ioonakud kasutavad tavaliselt orgaanilisi vedelaid elektrolüüte, millel on teatav tuleohtlikkus. Kui aku on mehaaniline mõju, ülelaadimine või kõrge temperatuur, võivad tekkida sisemised lühised, põhjustades kiire temperatuuri tõusu. Vedela elektrolüüt võib laguneda ja vabastada tuleohtlikke gaase, mis põhjustab põlemist või isegi plahvatusi, millest paljud on seotud vedela elektrolüüdi ebastabiilsusega.

Seevastu poolaasta olekute-battery Kasutage tahkeid elektrolüüte, näiteks keraamika või polümeerid, millel on suurepärane keemiline stabiilsus ja mittetäis. Isegi äärmuslikes tingimustes ei lagune tahked elektrolüüdid tõenäoliselt tulekahju või plahvatuse riski märkimisväärselt. Sulfiidi tahketel elektrolüütidel on süütepunkt üle 500 ° C, samas kui oksiidi elektrolüüdid püsivad stabiilsed isegi temperatuuril 800 ° C.

Struktuurselt on liitiumioonide akude elektroodid tihedalt paigutatud, muutes need dendriidi kasvule kalduvaks. Dendriidid on puukujulised kristallid, mis on moodustatud liitiumioonide ebaühtlase sadestumisega elektroodi pinnale laadimise ja tühjendamise ajal. 

Nad võivad eraldajat läbistada, põhjustades sisemisi lühiseid ja ohutusjuhtumeid. Seevastu tahketel tahketel akude tahketel elektrolüütidel on kõrge mehaaniline tugevus, mis pärsib tõhusalt dendriidi kasvu ja läbitungimist, suurendades veelgi aku ohutust.

2. ellujäämisvõistlus ekstreemses keskkonnas

-20 ° C juures muutub liitium -ioonaku vedela elektrolüüt viskoosseks, põhjustades ioonide juhtivuse tõhususe järsu langust. See mitte ainult ei vähenda aku kestvust, vaid võib süvendada ka dendriidi kasvu ebaühtlase laadimise ja tühjendamise tõttu. Seevastutahke olekuga akudSulfiidi elektrolüütide kasutamine võib säilitada üle 70% oma mahust temperatuuril -40 ° C ja dendriidi kasvukiirus madalatel temperatuuridel on ainult viiendik liitium-ioonakude oma.

Lüning muutub veelgi teravamaks kõrgtemperatuurilises keskkonnas. Kui ümbritsev temperatuur ulatub 45 ° C-ni, vajavad liitium-ioonakud ohutuse säilitamiseks jahutussüsteemi, samas kui tahkis akud, pärast 500 pidevat laadimist ja tühjendamist temperatuuril 60 ° C, on võimekuse lagunemine võrreldes toatemperatuuri tingimustega võrreldes vaid 3%.

3.

Tahkete riikide akud seisavad aga praegu silmitsi mõne väljakutsega.

Näiteks on nende tootmiskulud suhteliselt suured ja tootmisprotsess on keerukam, mis mingil määral piirab nende suuremahulist rakendust. Liitium-ioonakud on seevastu läbi teinud aastatepikkuse arengu, suhteliselt küpsete tehnoloogiate ja väiksemate kuludega, muutes need turul domineerivaks.

Ehkki tahkispatareid pakuvad teoreetiliselt suurepärast ohutust, peavad nad selles etapis siiski praktilisi väljakutseid tegelema.

Kõigi tahkete olekute akude liidese takistuse küsimus pole veel täielikult lahendatud ja mõned tootjad on võtnud vastu.pool-olekus”Üleminekulahus - juhtivuse suurendamiseks väikese koguse vedela elektrolüüti.

Aku valimine valib sisuliselt ohutusfilosoofia: liitium-ioonakud on nagu Šveitsi armee täpsed noad, saavutades kontrollitava ohutuse keerukate kaitsemeetmete kaudu; Tahkispatareid on nagu tahke kivi, olemuselt stabiilne ja riskide suhtes vastupidavad.

Üldiselt ohutuse osas tahkis on tõepoolest eelis liitium-ioonpatareide ees nende tahkis-elektrolüütide omaduste ja suurepärase konstruktsiooni kujunduse tõttu. Kuna tehnoloogia edasi areneb, peaks tahkispatareide kulud järk-järgult vähenema ja need võivad lõpuks asendada liitium-ioonakusid rohkemates rakendustes, pakkudes meie elule turvalisemaid energialahendusi.  

Lisateabe saamiseks tahkis Või uurige võimalusi oma konkreetsete vajaduste jaoks? Meie Zye meeskond on siin, et aidata.

Oleme spetsialiseerunud tipptasemel akutehnoloogiatele ja saame pakkuda asjatundlikke juhiseid rakenduse jaoks sobiva lahenduse valimisel.

Ärge kartke meiega ühendust võtta coco@zyepower.com Lisateabe saamiseks või oma nõuete arutamiseks. Võimendage tulevikku koos!