Momenteel gebruiken de meeste elektrische voertuigen en energieopslagsystemen lithium-ionbatterijen. Hoewel ze een hoge energiedichtheid en snel laadsnelheid hebben, hebben ze veiligheidsproblemen. Daarom ontwikkelt de industrie actief solid-state batterijen, in de hoop dat ze traditionele lithium-ionbatterijen kunnen vervangen. Wat is een batterij van vaste toestand? Solid-state batterijen zijn een type batterijtechnologie. In tegenstelling tot de lithium-ionbatterijen en lithium-ionpolymeerbatterijen die tegenwoordig worden gebruikt, zijn batterijen met vaste toestand die vaste elektroden en vaste elektrolyten gebruiken. In vaste staten ionica zijn batterijen met vaste toestand batterijen die vaste elektroden en vaste elektrolyten gebruiken. Solid-state batterijen hebben over het algemeen een lage vermogensdichtheid en een hoge energiedichtheid. Omdat batterijen voor vaste toestand een hoog vermogen tot gewicht hebben, zijn het ideale batterijen voor elektrische voertuigen. Wat is een lithium-ionbatterij? Lithium-ionbatterijen zijn secundaire batterijen (oplaadbare batterijen) die voornamelijk afhankelijk zijn van de beweging van lithiumionen tussen de positieve en negatieve elektroden om te werken. Tijdens het lading- en ontladingsproces wordt Li+ geïntercaleerd en deintercaleerd heen en weer tussen de twee elektroden: tijdens het opladen wordt Li+ gedeintercaleerd uit de positieve elektrode en door de elektrolyt in de negatieve elektrode geïntercaleerd en de negatieve elektrode bevindt zich in een lithiumrijke toestand; Tijdens ontlading is het tegenovergestelde waar. Lithium-ionbatterijen werden voor het eerst ontwikkeld door Sony Corporation of Japan in 1990. Het sluit lithiumionen in koolstof (petroleumcokes en grafiet) in om een negatieve elektrode te vormen (traditionele lithiumbatterijen gebruiken lithium- of lithiumlegering als de negatieve elektrode). LIXCOO2 wordt vaak gebruikt als het positieve elektrodenmateriaal, lixnio2 en lixmno4 worden ook gebruikt, en de elektrolyt is lipf 6+ diethyleencarbonaat (EC)+dimethylcarbonaat (DMC). Wat is het verschil tussen batterijen van vaste toestand en lithium-ionbatterijen? Het belangrijkste verschil tussen batterijen van vaste toestand en lithium-ionbatterijen is de elektrolyt. De elektrolyt van lithiumionen is vloeibaar en bestaat in de vorm van gel en polymeer, waardoor het moeilijk is om het gewicht van de batterij te verminderen. Bovendien is de energie van een enkele lithiumbatterij niet hoog, dus meerdere batterijen moeten in serie worden aangesloten, wat het gewicht verder verhoogt. De kosten van engineering, productie en installatie van batterijpakketten zijn goed voor een groot deel van de totale kosten van elektrische voertuigen. Naast het gewichtsprobleem is de elektrolyt ook brandbaar, onstabiel bij hoge temperaturen en heeft ze thermische weggelopen problemen. Als er een auto -ongeluk optreedt, kan dit een ernstige brand veroorzaken. De elektrolyt is ook gemakkelijk te bevriezen bij lage temperaturen, waardoor het uithoudingsvermogen van de batterij wordt verminderd. Bovendien zal de elektrolyt de interne componenten van de batterij corroderen en het laad- en ontlaadproces zal ook dendrieten produceren, die de capaciteit, prestaties en levensduur van de batterij zullen verminderen. Er is geen zware vloeibare elektrolyt in de vaste statenbatterij, maar een vaste elektrolyt in de vorm van glas, keramische of andere materialen. De algehele structuur van de vaste toestand batterij is vergelijkbaar met die van de traditionele lithium-ionbatterij, en de oplaad- en ontlaadmethoden zijn ook vergelijkbaar, maar omdat er geen vloeistof is, is de batterij van binnen, kleiner in grootte, en heeft een verhoogde energiedichtheid. Als de lithium-ionbatterij in het elektrische voertuig wordt vervangen door een vaste statenbatterij van hetzelfde volume, kan de capaciteit theoretisch meer dan 2 keer worden verhoogd. Bovendien is het gewicht van de lithiumbatterij van de vaste toestand lichter en is het monitoring-, koel- en isolatiesysteem van de lithium-ionbatterij niet vereist. Het chassis kan meer ruimte vrijmaken voor de batterij, wat het uithoudingsvermogen van het elektrische voertuig aanzienlijk verhoogt. Bovendien laadt de solid-state batterij sneller op dan de lithium-ionbatterij, heeft geen corrosieve problemen en heeft een langere levensduur. Wat de bedrijfstemperatuur betreft, heeft de vaste statenbatterij thermische stabiliteit en bevriest niet bij lage temperaturen. Voor gebruikers die op middelgrote en hoge breedtegraden wonen, kan dit zorgen voor het uithoudingsvermogen van het elektrische voertuig.
