مقایسه بین باتری های جامد و باتری های سنتی لیتیوم مایع

باتری حالت جامد چیست؟

باتری‌های لیتیوم یونی که در تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می‌کنیم، دارای یک الکترولیت مایع هستند که در آن یون‌ها در یک جهت هنگام شارژ باتری و در جهت دیگر هنگام تخلیه باتری جریان می‌یابند. باتری‌های حالت جامد، همانطور که از نامشان پیداست، مایعات را با مواد جامد جایگزین می‌کنند.

باتری‌های لیتیوم یونی معمولاً دارای الکترودهای گرافیتی، الکترودهای اکسید فلزی و الکترولیت‌های نمک لیتیوم هستند که در یک حلال خاص حل شده‌اند. در باتری‌های حالت جامد، ممکن است یکی از مجموعه‌ای از مواد امیدوارکننده را بیابید که می‌تواند جایگزین لیتیوم شود، از جمله سرامیک‌ها و سولفیدها.

چندین دلیل اصلی برای اتخاذ فناوری جدید حالت جامد وجود دارد:

1. الزامات برای سیستم مدیریت غیر حرارتی
2. شارژ سریعتر
3. عملکرد در دماهای شدید
4. افزایش برد
5. چرخه‌های عمر بیشتر
6. افزایش امنیت

مزایای باتری‌های حالت جامد:

در مقایسه با باتری‌های لیتیوم یونی سنتی، باتری‌های حالت جامد دارای مزایای متعددی هستند، از جمله عدم نیاز به سیستم‌های مدیریت حرارتی، عملکرد بهتر در دماهای شدید، برد بیشتر، سرعت شارژ سریعتر، طول عمر بیشتر و ایمنی بالاتر.

باتری‌های حالت جامد دارای چگالی انرژی بالاتری هستند، به این معنی که می‌توانند برد و طول عمر بیشتری را نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی ارائه دهند. باتری‌های حالت جامد می‌توانند 8000 تا 10000 چرخه شارژ را انجام دهند، در حالی که انتظار می‌رود باتری‌های لیتیوم یونی 1500 تا 2000 چرخه شارژ را انجام دهند. باتری‌های حالت جامد ذاتاً ایمن‌تر از باتری‌های لیتیوم یونی هستند، با مقاومت در برابر ضربه بالاتر و خطر کمتر اشتعال. با این حال، فناوری باتری حالت جامد هنوز در مرحله توسعه است و هنوز به طور گسترده تجاری نشده است.

به منظور درک تفاوت‌های بین باتری‌های لیتیوم یونی سنتی و باتری‌های حالت جامد، ما اصول اولیه را از دیدگاه یک فرد خارجی آموختیم. بزرگترین تفاوت بین باتری‌های وسایل نقلیه الکتریکی این است که باتری‌های لیتیوم یونی سنتی حاوی الکترولیت‌های مایع هستند که برای هدایت یون‌های لیتیوم بین کاتد و آند استفاده می‌شوند. همانطور که از نام آن پیداست، باتری‌های حالت جامد از الکترولیت‌های جامد به جای مایعات استفاده می‌کنند که منجر به وزن کلی سبک‌تر و چگالی انرژی بالاتر می‌شود. باتری‌های حالت جامد می‌توانند حتی در دمای -40 درجه سانتی‌گراد به طور معمول کار کنند. در حال حاضر، باتری‌های لیتیوم یونی فعلی در دماهای پایین عملکرد خوبی ندارند و در دماهای انجماد برد قابل استفاده بسیار کمتری دارند. هنگامی که سیستم مدیریت حرارتی حذف شود، صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها حاصل می‌شود. این یک برآورد محافظه‌کارانه از صرفه‌جویی 20٪ تا 30٪ است، اما ممکن است 50٪ نیز صرفه‌جویی شود.

https://www.ultrasonic-metalwelding.com/sale-47987638-ultrasonic-eddy-current-spray-coated-nozzles-110khz-atomization-perovskite-solar-cells-application.html

باتری‌های حالت جامد ایمن‌تر در نظر گرفته می‌شوند

باتری‌های حالت جامد می‌توانند حتی در دمای -40 درجه سانتی‌گراد به طور معمول کار کنند. در حال حاضر، باتری‌های لیتیوم یونی فعلی در دماهای پایین عملکرد خوبی ندارند و در دماهای انجماد برد قابل استفاده بسیار کمتری دارند. هنگامی که سیستم مدیریت حرارتی حذف شود، صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها حاصل می‌شود. این یک برآورد محافظه‌کارانه از صرفه‌جویی 20٪ تا 30٪ است، اما ممکن است 50٪ نیز صرفه‌جویی شود.

مزایای استفاده از پاشش اولتراسونیک برای تهیه باتری‌های حالت جامد:

1. بهبود عملکرد الکترود: فناوری پاشش اولتراسونیک می‌تواند پوشش یکنواخت مواد الکترود را به دست آورد، هدایت الکترود و فعالیت کاتالیزوری را افزایش دهد. این به بهبود چگالی توان و راندمان تبدیل انرژی باتری‌های حالت جامد کمک می‌کند و طول عمر آنها را افزایش می‌دهد.

2. کاهش هزینه‌های آماده‌سازی: در مقایسه با روش‌های سنتی آماده‌سازی الکترود، فناوری پاشش اولتراسونیک می‌تواند پوشش یکنواخت مواد را در دماهای پایین‌تر به دست آورد و از مصرف انرژی و هزینه‌های تجهیزات در طول پردازش در دمای بالا جلوگیری کند. در همین حال، این فناوری دارای نرخ استفاده بالایی از مواد الکترود است که باعث کاهش ضایعات مواد و کاهش بیشتر هزینه‌های تولید می‌شود.

3. بهبود راندمان تولید: فناوری پاشش اولتراسونیک دارای ویژگی‌های سرعت پاشش سریع و راندمان بالا است که می‌تواند تولید مداوم را به دست آورد. این به بهبود راندمان تولید باتری‌های حالت جامد و پاسخگویی به نیازهای تولید در مقیاس بزرگ کمک می‌کند.

4. افزایش استحکام پیوند بین مواد: در طول پاشش اولتراسونیک، ارتعاشات با فرکانس بالا می‌تواند پیوند محکم بین مواد الکترود و بسترهای الکترولیت را تقویت کند و استحکام پیوند بین مواد را افزایش دهد. این به بهبود پایداری و دوام باتری کمک می‌کند و خطر خرابی باتری در حین کار را کاهش می‌دهد.

5. حفاظت از محیط زیست و ایمنی: فناوری پاشش اولتراسونیک یک فناوری تولید سبز بدون حلال و بدون آلودگی است. در طول فرآیند پاشش، به حلال‌های آلی نیازی نیست و تولید فاضلاب و گازهای خروجی کاهش می‌یابد که برای حفاظت از محیط زیست مفید است. در عین حال، این فناوری همچنین می‌تواند خطرات ایمنی مانند آتش‌سوزی و انفجار را کاهش دهد و ایمنی تولید را بهبود بخشد.

https://www.ultrasonic-metalwelding.com/sale-44421313-110khz-special-ultrasonic-precision-coating-for-perovskite-batteries-with-conemist-spraying.html