سباق بين إلكتروليتات البوليمر وإلكتروليتات كبريتيد غير عضوية

تعتبر الإلكتروليتات مكونات أساسية في أنظمة التخزين الكهروكيميائية ، والتي توفر آلية نقل أيون بين الكاثود والأنود في الخلية.نظرًا لأن تقنيات البطاريات قيد التطوير المستمر ، كان هناك طلب متزايد على مواد أكثر كفاءة وموثوقية وصديقة للبيئة.تعتبر بطاريات أيون الليثيوم الصلبة (SSLIBs) بمثابة أنظمة تخزين طاقة من الجيل التالي وتعد الإلكتروليتات الصلبة (SEs) المكونات الرئيسية لهذه الأنظمة.بالمقارنة مع الإلكتروليتات السائلة ، فإن SEs مستقرة حرارياً (أكثر أمانًا) وأقل سمية وتوفر تصميم بطارية أكثر إحكاما (أخف).ومع ذلك ، فإن القضية الرئيسية هي الموصلية الأيونية ، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة.حتى الآن ، هناك نوعان شائعان من المحاليل الكهروضوئية: (1) إلكتروليتات صلبة غير عضوية (InSEs) و (2) إلكتروليتات بوليمر (PEs).من بين InSEs ، توفر SEs القائمة على الكبريتيد موصلات أيونية عالية جدًا (تصل إلى 10−2 S / cm) ويمكنها بسهولة التنافس مع الإلكتروليتات السائلة (LEs).من ناحية أخرى ، فهي أغلى بكثير من LEs.يمكن إنتاج PEs بتكلفة أقل من InSEs لكن موصلاتها لا تزال غير كافية للأداء العالي.تستعرض هذه الورقة كبار المسئولين الاقتصاديين الأكثر كفاءة وتقارنهم من حيث أدائهم وتكاليفهم.يتم وصف التحديات المرتبطة بأحدث الإلكتروليتات الحالية وإمكانات خفض التكلفة الخاصة بها.

نحن نقدم أسبابًا قوية للشوارد الصلبة القائمة على الكبريتيد / الفوسفيد مقابل الأكسيد / الفوسفات.إلى جانب الآخرين ، تتمتع هذه الأجهزة بموصلية أعلى وخيارات معالجة مجدية للتفاعلات الجانبية في الإنتاج في ظل الظروف المحيطة وخصائص ميكانيكية مثل الليونة.أخيرًا ، يبدو من المعقول والممكن الجمع بين الإلكتروليتات الصلبة القائمة على الكبريتيد / الفوسفيد مع إلكتروليتات البوليمر كغراء بين الحبوب.يمكن أن ينتج عن هذا النهج حلول ممتازة لقمع Li-dendrite الناجح في الأفلام المضغوطة للغاية بالإضافة إلى تكيف بسيط وفعال للإلكتروليتات الصلبة لتصنيع Li-Ion التقليدي ، خاصةً إذا تم دمج هذا النهج مع تكوين أنود معدني Li في الموقع الشحنة الأولى في خطوة التشكيل.