od uvedení na trh v roce 1991 získaly lithium-iontové baterie celosvětový úspěch. To však nemůže skrýt jejich vnitřní omezení, pokud jde o bezpečnost, výkon, tvarový faktor a náklady.

Většina současných lithium-iontová technologie využívat tekutý elektrolyt, s lithiových solí například LiPF6, LiBF4, nebo LiClO4 v organickém rozpouštědle. Rozhraní pevného elektrolytu, které je způsobeno de-složením elektrolytu na záporné elektrodě, však omezuje účinnou vodivost. Tekutý elektrolyt navíc potřebuje drahé membrány k oddělení katody a anody, jakož i nepropustné pouzdro, aby se zabránilo úniku. Proto je velikost a konstrukční volnost těchto baterií omezena. Kromě toho mají kapalné elektrolyty bezpečnostní a zdravotní problémy, protože používají hořlavé a korozivní kapaliny. Firegate společnosti Samsung zvláště zdůraznila rizika, která vznikají i velkým společnostem při použití hořlavých kapalných elektrolytů.

Současný high-end lithium-iontové baterie může dosáhnout hustoty energie nad 700 Wh/L na buněčné úrovni, s maximální driving range asi 500 Km pro elektrická vozidla. Materiály s vysokou katodou, které se zlepšují, mohou dále tlačit hustotu energie, ale vlastnosti aktivních materiálů mohou čerpat prahovou hodnotu.

Solid-State baterie může být hra měnič

Solid-state elektrolyt umožňuje integraci lépe provedených materiálů, jako je lithium kovu a vysokonapěťových katodových materiálů. Nicméně, bylo pozorováno, že první generace solid-state baterie mohou obsahovat podobné typy aktivní materiály elektrod, s tekutým elektrolytem je nahrazena solid-state elektrolytů. V tomto případě nemají pevné baterie zjevnou výhodu oproti lithium-iontovým bateriím na bázi kapaliny z hlediska hustoty energie.

v tomto případě však polovodičové baterie stále poskytují hodnoty. Protože elektrody i elektrolyt jsou v pevném stavu, chová se pevný elektrolyt také jako separátor, což umožňuje snížení objemu a hmotnosti v důsledku eliminace určitých složek (např. Umožňují kompaktnější uspořádání článků v baterii. Například bipolární uspořádání umožňuje vyšší napětí a kapacitu na úrovni buněk. Zjednodušené připojení poskytuje další prostor v baterii pro více článků.

kromě toho, odstranění hořlavých kapalných elektrolytů může být avenue pro bezpečnější, dlouho-trvající baterie, protože oni jsou více odolné vůči změnám teploty a fyzické škody, došlo během používání. Solid state baterie zvládne více nabíjení / vybíjení cyklů před degradací, slibující delší životnost. Lepší bezpečnost znamená menší bezpečnost monitorování elektroniky v bateriových modulech/balíčcích.

Proto i počáteční generace solid-state baterie mohou mít podobné, nebo dokonce nižší hustotu energie než konvenční lithium-ion baterie, energie k dispozici v baterii může být srovnatelná nebo dokonce vyšší než to druhé.

s větším elektrochemickým oknem, které mohou pevné elektrolyty poskytnout, lze použít vysokonapěťové katodové materiály. Kromě toho, high-energie-hustota lithium kovové anody může dále tlačit hustota energie nad 1000 Wh/L. Tyto funkce lze dále se solid-state baterie je hra měnič.

konkurenční technologie ztěžují rozhodování

investice do různých polovodičových bateriových společností odrážely obrovský potenciál polovodičových baterií. Polovodičová baterie však není založena pouze na jediné technologii. Místo toho existuje několik technologických přístupů k dispozici v průmyslu. Elektrolyty v pevné fázi lze zhruba rozdělit do tří kategorií: organické typy, anorganické typy a kompozitní. V rámci anorganické kategorie jsou LISIKON-like, argyrodity, granát, NASIKON-like, Perovskit, LiPON, Li-hydrid a Li-halogenid považovány za 8 populárních typů. LISICON a argyrodites patří sulfid systému, zatímco granát, NASICON-jako Perovskitových a LiPON jsou založeny na oxidu systému.

závod mezi polymer, oxid a sulfid systémů není jasné, tak daleko a to je obyčejné vidět baterie společnosti snaží více přístupů. polymerní systémy jsou snadno zpracovat a jsou nejblíže na trh, zatímco relativně vysoké provozní teploty, nízký anti-oxid potenciál a horší stability naznačují problémy. Sulfidové elektrolyty mají výhody vysoké iontové vodivosti, nízké teploty zpracování,širokého okna elektrochemické stability atd. Mnoho funkcí je činí přitažlivými, mnozí je považují za konečnou možnost. Obtížnost výroby a toxický vedlejší produkt, který lze v procesu generovat, však činí komercializaci relativně pomalou. Oxidový systém je stabilní a bezpečný, zatímco vyšší odpor rozhraní a vysoká teplota zpracování vykazují obecně určité potíže.

v této zprávě jsou představeny podrobné technologie, analyzovány a porovnávány. Mít lepší pochopení toho, solid-state baterie technologie, hráči, trhy, příležitosti, výzvy a další, naleznete na IDTechEx zpráva „Solid-State a Polymer Baterie 2020-2030: Technologie, Patenty, Odhady, Hráči“, www.IDTechEx.com/SSB nebo pro celé portfolio Skladování Energie výzkum k dispozici od IDTechEx prosím, navštivte www.IDTechEx.com/Research/ES.

IDTechEx vede své strategické obchodní rozhodnutí prostřednictvím svého Výzkumu, Poradenství a Akce, produkty, pomůže vám zisk z rozvíjejících se technologií. For more information on IDTechEx Research and Consultancy, contact or visit www.IDTechEx.com.

Media Contact:

Natalie Moreton
Digital Marketing Manager

+44(0)1223 812300