تحليل مزايا وعيوب طرق تكنولوجيا بطاريات الليثيوم الأربعة

وفقًا للطرق التقنية المختلفة ، تنقسم بطاريات الحالة الصلبة بشكل أساسي إلى بوليمر ، وجميع بطاريات الحالة الصلبة ، وأكسيد جميع بطاريات الحالة الصلبة ، وكبريتيد جميع بطاريات الحالة الصلبة.
تمت دراسة جميع بطاريات بوليمر الحالة الصلبة لأول مرة في عام 1973 ؛الأوكسجين كل بطارية الحالة الصلبة في وقت سابق ، والتي تمت دراستها في عام 1953 ؛تمت دراسة مركب الكبريت بالكامل ببطاريات الحالة الصلبة لأول مرة في عام 1981.
المزايا الرئيسية للبوليمر بكامل بطاريات الحالة الصلبة: من السهل معالجتها ، ويمكن تحضير خلايا ذات سعة كبيرة ، ولها خصائص ميكانيكية ناعمة ، ولها خصائص مماثلة مع الإلكتروليت المستخدم حاليًا ، والعملية قريبة نسبيًا من بطارية الليثيوم الحالية.من الأسهل استخدام المعدات الموجودة لتحقيق الإنتاج الضخم من خلال التحول.
العيب الرئيسي للبطارية ذات الحالة الصلبة للبوليمر: الموصلية الأيونية هي الأدنى ، والتي يجب تسخينها إلى أكثر من 60 درجة قبل تحسين الموصلية الأيونية ، بالقرب من 10-3 ثانية / سم ، لذلك من الضروري الحفاظ على حالة ارتفاع درجة الحرارة.كثافة الطاقة محدودة.نظرًا لأن البوليمر عضوي وله أداء كهروكيميائي ضعيف ، فهو ليس جيدًا مثل مواد بطارية الحالة الصلبة غير العضوية الأخرى ذات الحالة الصلبة.لديه توافق جيد مع فوسفات الحديد الليثيوم والتوافق الضعيف مع الثلاثي ، مما أدى إلى عدم القدرة على تحسين كثافة الطاقة.
المزايا الرئيسية للأكسجين جميع بطاريات الحالة الصلبة: تحمل الجهد العالي وموصلية أعلى من البوليمر.يمكن أن تصل الموصلية الأيونية للأكسيد إلى مستوى 10-5-3 s / cm ، ولكنها ليست جيدة مثل تلك الخاصة بالكهرباء السائل.تشمل الأمثلة النموذجية أكاسيد مثل LAGP و LATP.
العيوب الرئيسية للأكسجين كل بطارية الحالة الصلبة: الخواص الميكانيكية للأكسيد صلبة.إذا تم استخدامه لصنع صفيحة إلكتروليت ، فمن السهل كسرها ؛الاتصال الصلب والصلب مع المادة النشطة الإيجابية ليس جيدًا بما يكفي ، مما يؤدي إلى التغيير من ملامسة السطح إلى نقطة الاتصال ، وفقدان الواجهة كبير جدًا ؛تجعل العيوب المذكورة أعلاه من الصعب تحضير خلايا عالية السعة.الآن يمكن فقط أن يتضاعف الأكسيد مع المنحل بالكهرباء أو البوليمر لصنع البطارية الهجينة الصلبة والسائلة المستخدمة الآن ، وذلك لتقليل محتوى الإلكتروليت.
المزايا الرئيسية لمركب الكبريت جميع بطاريات الحالة الصلبة: اتصال جيد ، وبالتالي فإن الموصلية الأيونية الكلية جيدة جدًا ، والجسيمات ناعمة نسبيًا ، ويسهل الاتصال بالصلبة الصلبة لتشكيل تلامس مع السطح.إنها المادة الوحيدة التي يمكن أن تتجاوز مستوى التوصيل الأيوني للإلكتروليت السائل في جميع مواد البطاريات ذات الحالة الصلبة ، وهي أيضًا أكثر الطرق التقنية الممكنة لجميع بطاريات الحالة الصلبة في المستقبل.
المزايا الرئيسية لمركب الكبريت جميع بطاريات الحالة الصلبة: تكلفة المنتج عالية جدًا واستقرار الهواء ضعيف.يحتوي الكبريتيد على نشاط كيميائي قوي وتفاعل قوي مع الهواء والمذيبات العضوية والمواد الفعالة الإيجابية والسلبية.لذلك ، استقرار الواجهة ضعيف ، مما يؤدي إلى صعوبات في الإنتاج والنقل والمعالجة ، مما يحد من تطبيقه الواسع.