در حال حاضر ، بیشتر وسایل نقلیه برقی و سیستم های ذخیره انرژی از باتری های لیتیوم یون استفاده می کنند. اگرچه آنها چگالی انرژی بالایی و سرعت شارژ سریع دارند ، اما مشکلات ایمنی دارند. بنابراین ، این صنعت به طور جدی در حال توسعه باتری های حالت جامد است و به امید اینکه بتوانند باتری های سنتی لیتیوم یون را جایگزین کنند. باتری حالت جامد چیست؟ باتری های حالت جامد نوعی فناوری باتری هستند. بر خلاف باتری های لیتیوم یون و باتری های پلیمری لیتیوم یون که معمولاً امروزه مورد استفاده قرار می گیرند ، باتری های حالت جامد باتری هایی هستند که از الکترودهای جامد و الکترولیت های جامد استفاده می کنند. در یونی های حالت جامد ، باتری های حالت جامد باتری هایی هستند که از الکترودهای جامد و الکترولیتهای جامد استفاده می کنند. باتری های حالت جامد به طور کلی از چگالی توان کم و چگالی انرژی بالا برخوردار هستند. از آنجا که باتری های حالت جامد نسبت قدرت به وزن بالایی دارند ، آنها باتری های ایده آل برای وسایل نقلیه برقی هستند. باتری لیتیوم یون چیست؟ باتری های لیتیوم یون باتری های ثانویه (باتری های قابل شارژ) هستند که عمدتاً به حرکت یون های لیتیوم بین الکترودهای مثبت و منفی برای کار متکی هستند. در طی فرآیند شارژ و تخلیه ، Li+ به صورت متقابل و از بین می رود و به عقب و جلو بین دو الکترود کاهش می یابد: در حین شارژ ، Li+ از الکترود مثبت تخلیه می شود و از طریق الکترولیت در الکترود منفی قرار می گیرد و الکترود منفی در حالت غنی از لیتیوم است. در حین ترخیص ، برعکس درست است. باتری های لیتیوم یون برای اولین بار توسط شرکت سونی ژاپن در سال 1990 ساخته شد. این یونهای لیتیوم را در کربن (کک نفتی و گرافیت) جاسازی می کند تا یک الکترود منفی تشکیل شود (باتری های سنتی لیتیوم از آلیاژ لیتیوم یا لیتیوم به عنوان الکترود منفی استفاده می کنند). Lixcoo2 معمولاً به عنوان ماده الکترود مثبت ، Lixnio2 مورد استفاده قرار می گیرد ، و Lixmno4 نیز استفاده می شود ، و الکترولیت LIPF {24}} کربنات دی اتیلن (EC)+کربنات دی متیل (DMC) است. تفاوت بین باتری های حالت جامد و باتری های لیتیوم یون چیست؟ تفاوت اصلی بین باتری های حالت جامد و باتری های لیتیوم یون در الکترولیت است. الکترولیت یونهای لیتیوم مایع است و به صورت ژل و پلیمر وجود دارد و کاهش وزن باتری را دشوار می کند. علاوه بر این ، انرژی یک باتری لیتیوم منفرد زیاد نیست ، بنابراین چندین بسته باتری باید به صورت سری متصل شوند که این باعث افزایش وزن می شود. هزینه مهندسی ، ساخت و نصب بسته های باتری بخش بزرگی از هزینه کلی وسایل نقلیه برقی را تشکیل می دهد. علاوه بر مشکل وزن ، الکترولیت نیز در دماهای بالا قابل اشتعال ، ناپایدار است و دارای مشکلات فراری حرارتی است. اگر یک تصادف رانندگی رخ دهد ، ممکن است باعث آتش سوزی جدی شود. الکترولیت همچنین در دمای پایین یخ زدن آسان است و باعث کاهش استقامت باتری می شود. علاوه بر این ، الکترولیت اجزای داخلی باتری را فاسد می کند و فرآیند شارژ و تخلیه نیز دندریت هایی را تولید می کند که باعث کاهش ظرفیت ، عملکرد و عمر باتری می شود. هیچ الکترولیت مایع سنگین در داخل باتری حالت جامد وجود ندارد ، اما یک الکترولیت جامد به شکل شیشه ، سرامیک یا مواد دیگر است. ساختار کلی باتری حالت جامد شبیه به باتری سنتی لیتیوم یون است و روش های شارژ و تخلیه نیز مشابه است ، اما از آنجا که هیچ مایع وجود ندارد ، باتری در داخل جمع و جور تر است ، از نظر اندازه کوچکتر و چگالی انرژی را افزایش می دهد. اگر باتری لیتیوم یون موجود در وسیله نقلیه الکتریکی با یک باتری حالت جامد با همان حجم جایگزین شود ، ظرفیت می تواند بیش از 2 برابر از نظر تئوری افزایش یابد. علاوه بر این ، وزن باتری لیتیوم با حالت جامد سبک تر است و سیستم نظارت ، خنک کننده و عایق باتری لیتیوم یون لازم نیست. شاسی می تواند فضای بیشتری را برای باتری آزاد کند ، که باعث افزایش استقامت وسیله نقلیه الکتریکی می شود. علاوه بر این ، باتری حالت جامد سریعتر از باتری لیتیوم یون شارژ می شود ، هیچ مشکلی خورنده ندارد و عمر طولانی تری دارد. با توجه به دمای کار ، باتری حالت جامد دارای پایداری حرارتی است و در دماهای پایین یخ نمی زند. برای کاربرانی که در عرض های متوسط و بالا زندگی می کنند ، این می تواند استقامت وسیله نقلیه الکتریکی را تضمین کند.
