安全性の観点から、固形状態のバッテリーはリチウムイオン電池とどのように比較されますか？

充電中に携帯電話が過熱したり爆発したりすることを心配したことがありますか？バッテリーの問題によりドローンが火災を起こしているというニュース報道を見た後、バッテリーの安全性を心配したと感じたことはありますか？利用可能なさまざまな種類のバッテリーの中で、固体バッテリーとリチウムイオン電池よく比較されます。どちらがより安全ですか？

この質問を調べるには、バッテリーのコアコンポーネントから始める必要があります。

1。電解質：安全のための第一系統の防衛線

リチウムイオン電池は通常、ある程度の可燃性を持つ有機液体電解質を使用します。バッテリーが機械的衝撃、過充電、または高温にさらされると、内部短絡が発生し、温度が急速に上昇します。液体電解質は、可燃性ガスを分解して放出する可能性があり、燃焼や爆発さえも引き起こします。その多くは液体電解質の不安定性に関連しています。

対照的に、 半固体と状態のバッテリー 優れた化学的安定性と非炎症性を示すセラミックやポリマーなどの固体電解質を使用します。極端な条件下でも、固体電解質が分解または漏れする可能性は低く、火災や爆発のリスクを大幅に減らします。硫化物の固体電解質は、500°Cを超える点火点を持っていますが、酸化物電解質は800°Cでも安定したままです。

構造的には、リチウムイオン電池の電極は密接に間隔を空けているため、樹状突起の成長を起こしやすくなります。樹状突起は、充電および放電中の電極表面にリチウムイオンの不均一な堆積によって形成される樹状の結晶です。 

彼らは分離器を突き刺し、内部の短絡と安全性を引き起こすことができます。対照的に、固体バッテリーの固体電解質は機械的強度が高く、樹状突起の成長と浸透を効果的に抑制し、バッテリーの安全性をさらに高めます。

2。極端な環境でのサバイバル競争

-20°Cでは、リチウムイオン電池の液体電解質が粘性になり、イオン導電率効率が急激に低下します。これにより、バッテリーの寿命が削減されるだけでなく、不均一な充電と放電による樹状突起の成長を悪化させる可能性もあります。対照的に、ソリッドステートバッテリー硫化物電解質を使用すると、容量の70％以上が-40°Cで維持でき、低温での樹状突起の成長率はリチウムイオン電池の5分の1にすぎません。

ギャップは、高温環境でさらに顕著になります。周囲温度が45°Cに達すると、リチウムイオンバッテリーは安全性を維持するために冷却システムを必要としますが、60°Cでの連続充電と放電の500サイクルの後、固形状態のバッテリーは、室温条件と比較して容量分解のわずか3％の増加しか示されません。

3。商業化プロセスでの安全性のバランス

ただし、現在、固体バッテリーはいくつかの課題に直面しています。

たとえば、生産コストは比較的高く、製造プロセスはより複雑であり、ある程度大規模なアプリケーションを制限しています。一方、リチウムイオンバッテリーは、比較的成熟した技術とコストが削減されており、市場で支配的な年に長年開発されています。

ソリッドステートバッテリーは理論的に優れた安全性を提供しますが、この段階で実際の課題に対処する必要があります。

オールソリッド状態のバッテリーのインターフェイスインピーダンスの問題はまだ完全には解決されておらず、一部のメーカーは「」を採用しています。半固体状態」移行溶液 - 導電率を高めるために少量の液体電解質を保持します。

バッテリーを選択することは、基本的に安全哲学を選択することです。リチウムイオン電池は、精密なスイスアーミーナイフのようなもので、複雑な保護対策を通じて制御可能な安全性を実現します。ソリッドステートバッテリーは、固体の岩のようなもので、本質的に安定しており、リスクに耐性があります。

全体として、安全性の観点から ソリッドステートバッテリー 実際、固体電解質と優れた構造設計の特性により、リチウムイオン電池よりも利点があります。テクノロジーが進歩し続けるにつれて、固形状態のバッテリーのコストは徐々に減少すると予想され、最終的にはより多くの用途でリチウムイオン電池を置き換え、私たちの生活に安全なエネルギーソリューションを提供する可能性があります。  

詳細については ソリッドステートバッテリー または、特定のニーズのオプションを調べますか？ Zyeのチームがお手伝いします。

私たちは最先端のバッテリーテクノロジーを専門としており、アプリケーションに適したソリューションを選択するための専門家のガイダンスを提供できます。

私たちに手を差し伸べることをheしないでください coco@zyepower.com 詳細については、または要件について説明してください。未来を一緒に動かしましょう！