Будут ли в будущем лучшим выбором для мобильных аккумуляторов быть твердотельные аккумуляторы?

После периода брожения и распространения, взрыв батареи Samsung Note 7 превратился из технологических новостей в социальные новости, не только затронув нервы всей индустрии аккумуляторов, потребители мобильных телефонов также начали беспокоиться о безопасности мобильных телефонов. Так что будет лучше, если Samsung перейдет на твердотельные батареи? Поскольку твердотельные батареи имеют заметное преимущество, безопасность намного выше, чем у жидких литиевых батарей, и их нелегко взорвать.

Фактически, производители мобильных телефонов воспользовались преимуществами твердотельных батарей. С 2012 года Apple активно патентовала технологию твердотельных аккумуляторов, надеясь использовать новые аккумуляторы с высокой плотностью энергии, высоким уровнем безопасности и гибким потенциалом для таких устройств, как iPad и MacBook, а также гибких электронных устройств, которые будут будут разработаны позже. В ноябре 2015 года Управление по патентам и товарным знакам США выпустило новый патент Apple, связанный с технологией зарядки твердотельных аккумуляторов - технологией зарядки твердотельных аккумуляторов для портативных устройств.

Полностью твердотельные аккумуляторы могут стать основным направлением исследований аккумуляторов и признанием в отрасли следующего этапа разработки аккумуляторов, а также имеют прямое отношение к их уникальным характеристикам.

Высокая безопасность: твердотельные батареи могут полностью предотвратить прямую реакцию состава атмосферы и литиевых металлов, поскольку их твердые электролиты могут отделять положительную сторону воздуха от отрицательной стороны металлического лития, и максимальная рабочая температура батареи может быть увеличена. от текущих 40 ° C до более высоких., Это позволяет батарее адаптироваться к более широкому диапазону рабочих температур и более широкому спектру применений. Таким образом, безопасность является одной из основных движущих сил развития области твердотельных аккумуляторных батарей.

Высокая плотность энергии: после того, как твердотельная батарея заменяет диафрагму и электролит традиционной литий-ионной батареи твердым электролитным материалом, система материалов, применимая к литий-ионной батарее, также изменилась. Наиболее важным моментом является то, что нет необходимости использовать графитовый отрицательный электрод, залитый литием. Вместо этого прямое использование металлического лития в качестве отрицательного электрода может значительно уменьшить количество отрицательного материала, так что плотность энергии батареи значительно снизится. улучшен. Увеличение плотности энергии способствует облегчению батарей. Одно из направлений развития автомобилей на новой энергии в Китае - облегчение. Если твердые батареи могут появиться на рынке, они будут этому способствовать.

На первом плане гибкость: поскольку твердотельные батареи могут быть преимуществом тонкой конструкции, они могут быть дополнительно оптимизированы в гибкие батареи. Гибкая батарея, разработанная на основе твердотельных батарей, может выдерживать сотни и тысячи изгибов и гарантирует, что производительность практически не ухудшится. Этот тип батареи является лучшим выбором для некоторых носимых электронных устройств. Именно усилия Apple по разработке твердотельных аккумуляторов видят перспективу их мягкости.

Однако появление продукта всегда требует прохождения различных испытаний, твердотельные батареи не исключение. В полностью твердотельных литиевых батареях контакт твердое тело-твердое тело между электродом и твердым электролитом имеет более высокое сопротивление поверхности раздела, чем контакт твердое тело-жидкость. В то же время совместимость и стабильность интерфейса также значительно влияют на циклические характеристики твердотельных литиевых батарей. И множитель производительности. Кроме того, твердотельные батареи также сталкиваются с проблемой увеличения производственных процессов и снижения затрат.

В ответ на эти проблемы многие научно-исследовательские учреждения провели большую исследовательскую и опытно-конструкторскую работу.

Компания Sakti3, основанная Малисайсители, бывшим профессором инженерии в Мичиганском университете, разработала твердотельную литиевую батарею, сделанную из плоских телевизоров и солнечных панелей. Батарея, в которой используется «технология осаждения тонкой пленки», стоит всего пятую часть нынешней стоимости литиевых батарей. Однако плотность энергии вдвое больше, чем у литиевых батарей.

Группа исследований и разработок Исследовательского института технологий накопления энергии в Циндао разработала серию полностью твердых полимерных электролитов с превосходными комплексными характеристиками. Электрохимическое окно новой мембраны из твердого электролита может достигать 4,6 В, а температура термостабильности электролита может достигать не менее 200 ° C. Когда этот электролит используется для полностью твердотельных литий-ионных батарей, после 1000 длительных циклов зарядки и разрядки 92% емкости все еще сохраняется. В настоящее время этот вид твердотельной литиевой батареи с высокой плотностью энергии и высокой производительностью прошел испытание циклическим давлением на складах высокого давления на глубине 11000 метров, и ожидается, что она станет идеальной энергетической мощностью для глубоководных резервуаров. подводные лодки типа «Дракон» в будущем.

Исследователи из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе использовали гранат в качестве электролита, чтобы увеличить площадь контакта между твердым аккумуляторным электродом и электролитом, таким образом достигнув эффекта более быстрой зарядки твердой батареи и выдерживания температуры 100 ° C.

SunCultureSolar применила технологию твердотельных аккумуляторов в области накопления энергии. Компания разработала новую интегрированную солнечную панель со встроенными твердотельными низковольтными батареями, полностью интегрированную с инверторами. Эта полностью интегрированная конструкция продукта может снизить общую стоимость установки и хранения солнечной энергии более чем на 50%.

Твердотельные батареи не содержат легковоспламеняющихся жидких электролитов, что может значительно повысить безопасность батарей и, несомненно, станет передовой технологией в аккумуляторной промышленности. Поскольку все страны мира находятся на начальной стадии исследований и разработок твердотельных батарей, сейчас это лучший период для исследований, разработок и индустриализации твердотельных батарей, а также прекрасная возможность для аккумуляторная промышленность в Китае, чтобы достичь "ведущего" в международном сообществе. Кроме того, накопление научно-исследовательских технологий и опыта в области твердотельных аккумуляторов также имеет решающее значение для будущих исследований и разработок литиево-серных аккумуляторов и пустых литиевых аккумуляторов.

Страница содержит содержимое машинного перевода.