Что такое твердотельная батарея?
Твердотельные батареи являются многообещающей альтернативой традиционным литий-ионным батареям. Твердотельная батарея — это передовая технология, в которой вместо жидких или гелеобразных электролитов, используемых в традиционных литий-ионных батареях, применяются твердые электроды и твердый электролит. В таких батареях ионы могут перемещаться через твердый электролит, а не через жидкую среду. Твердый электролит обеспечивает более безопасную работу, снижая риск утечки, теплового разгона и возгорания, связанные с жидкими электролитами.
Что такое LiPo-аккумулятор?
LiPo-аккумулятор — это тип перезаряжаемого аккумулятора, который широко используется в электронных устройствах, таких как смартфоны, планшеты, дистанционно управляемые автомобили, дроны и т. д. LiPo-аккумуляторы известны своей высокой энергетической плотностью, легкостью и способностью обеспечивать высокую скорость разряда. Они изготовлены по литий-ионной технологии, но используют другой электролит, чем традиционные литий-ионные аккумуляторы. В них используется полимерный электролит в гибком пакете, что делает их более гибкими и легкими. Эта гибкость позволяет использовать их в различных формах и размерах, что дает возможность адаптировать их к конкретным конструкциям устройств.
Однако LiPo-аккумуляторы требуют осторожного обращения и зарядки, чтобы предотвратить повреждения или угрозы безопасности, такие как перезарядка, чрезмерная разрядка или прокол, которые могут привести к тепловому разгону и потенциально вызвать пожар или взрыв. Поэтому при использовании LiPo-аккумуляторов необходимо соблюдать надлежащие правила зарядки и хранения.
В чем разница между твердотельными аккумуляторами и LiPo-аккумуляторами?
Твердотельные аккумуляторы и LiPo-аккумуляторы — это два разных типа перезаряжаемых аккумуляторов с различными характеристиками и областями применения. Основные различия между ними заключаются в следующем:
Химия:
- Твердотельные батареи: в твердотельных батареях используются твердые электролиты вместо жидких или гелевых электролитов, которые используются в традиционных литий-ионных батареях. Эти твердые электролиты могут быть изготовлены из различных материалов, таких как керамика или полимеры.
- LiPo-батареи: литий-полимерные батареи, также известные как LiPo-батареи, являются одним из типов литий-ионных батарей. В них используется жидкий электролит, заключенный в гибкую упаковку, похожую на пакет.
Безопасность:
- Твердотельные батареи: Твердотельные батареи обычно обеспечивают более высокую безопасность по сравнению с традиционными литий-ионными батареями, поскольку они менее подвержены утечкам, тепловому разгону и другим проблемам безопасности, связанным с жидкими электролитами.
- LiPo-батареи: LiPo-батареи, как правило, безопасны при правильном использовании, но они могут быть более подвержены вздутию, проколу и тепловому разгону в случае повреждения или неправильного обращения.
Энергетическая плотность:
- Твердотельные батареи: Твердотельные батареи имеют потенциал для более высокой энергетической плотности по сравнению с традиционными литий-ионными батареями. Это означает, что они могут потенциально хранить больше энергии на единицу объема или веса.
- LiPo-батареи: LiPo-батареи обычно имеют более низкую энергетическую плотность по сравнению с твердотельными батареями. Однако за последние годы благодаря достижениям в технологии LiPo энергетическая плотность была улучшена.
Срок службы:
- Твердотельные батареи: Твердотельные батареи часто имеют более длительный срок службы по сравнению с традиционными литий-ионными батареями, что означает, что они могут выдерживать больше циклов заряда-разряда, прежде чем их емкость значительно снизится.
- LiPo-батареи: LiPo-батареи, как правило, имеют ограниченный срок службы по сравнению с твердотельными батареями. Со временем их емкость постепенно снижается с каждым циклом заряда-разряда.
Применение:
- Твердотельные батареи: Твердотельные батареи все еще находятся на ранней стадии развития, но имеют потенциал для революционных изменений в различных отраслях, включая электромобили, бытовую электронику и хранение возобновляемой энергии.
- LiPo-батареи: LiPo-батареи широко используются в различных областях, включая бытовую электронику (например, смартфоны, ноутбуки), дистанционно управляемые транспортные средства, дроны и радиоуправляемые устройства для хобби.
В чем преимущества твердотельных батарей перед литиевыми батареями?
Твердотельные батареи имеют ряд преимуществ перед традиционными литиевыми батареями, в том числе:
- Повышенная безопасность: твердые электролиты снижают риск утечки, теплового разгона и возгорания.
- Более высокая энергетическая плотность: потенциал более высокой энергетической плотности означает более длительный срок службы батареи и увеличение дальности пробега электромобилей.
- Более длительный срок службы: твердотельные батареи могут иметь более длительный цикл службы по сравнению с традиционными литий-ионными батареями.
- Экологические преимущества: твердотельные батареи могут быть более экологичными благодаря отсутствию токсичных или горючих жидких электролитов.
- Температурная стабильность: твердотельные батареи могут работать в более широком диапазоне температур без ущерба для производительности, что делает их пригодными для использования в экстремальных условиях.
Как далеко мы находимся от твердотельных батарей и почему?
Несмотря на значительные успехи в области технологии твердотельных батарей, до их широкого коммерческого внедрения еще несколько лет. Сложность производственных процессов, а также необходимость дальнейших исследований и разработок для решения технических проблем влияют на сроки внедрения. Самая большая проблема для твердотельных батарей заключается в достижении высокой ионной проводимости твердого электролита. Твердотельные электролиты должны обладать достаточно высокой ионной проводимостью, чтобы обеспечить эффективную транспортировку ионов (таких как ионы лития) внутри батареи. Улучшение ионной проводимости без ущерба для других свойств, таких как стабильность и безопасность, имеет решающее значение для обеспечения быстрой зарядки и разрядки, что необходимо для широкого применения в различных областях.
Заключение
В заключение можно сказать, что, хотя твердотельные батареи обещают революцию в технологии батарей, перед их широким внедрением еще предстоит преодолеть ряд препятствий. С другой стороны, LiPo-батареи по-прежнему служат надежным источником питания для различных применений. Обе технологии имеют свои преимущества и ограничения, и текущие исследования и разработки направлены на решение этих проблем и раскрытие полного потенциала решений для хранения энергии следующего поколения. Являясь мировым лидером в производстве литиевых аккумуляторных батарей, Grepow предлагает профессиональные решения по индивидуальной настройке твердотельных NMC-аккумуляторов с высокой плотностью энергии (до 320 Втч/кг) и систем управления аккумуляторами (BMS) с учетом ваших конкретных требований к применению.
