siden kommersialisert i 1991 har litium-ion-batterier fått en verdensomspennende suksess. Dette kan imidlertid ikke skjule sine iboende begrensninger når det gjelder sikkerhet, ytelse, formfaktor og kostnader.De fleste nåværende litium-ion teknologier benytter flytende elektrolytt, med litiumsalter Som LiPF6, LiBF4 eller LiClO4 i et organisk løsningsmiddel. Imidlertid begrenser det faste elektrolyttgrensesnittet, som er forårsaket som følge av dekomponeringen av elektrolytten ved den negative elektroden, den effektive konduktansen. Videre trenger flytende elektrolytt dyre membraner for å skille katoden og anoden, samt et ugjennomtrengelig foringsrør for å unngå lekkasje. Derfor er størrelsen og designfriheten for disse batteriene begrenset. I tillegg har flytende elektrolytter sikkerhets-og helseproblemer da de bruker brannfarlige og korrosive væsker. Samsungs Branngate har spesielt fremhevet risikoen som selv store selskaper pådrar seg når brennbare flytende elektrolytter brukes.Nåværende high-end litium-ion-batterier kan nå en energitetthet på over 700 Wh / L på cellenivå, med en maksimal rekkevidde på ca 500 Km for elektriske kjøretøy. Høynikkelkatodematerialene som forbedres, kan ytterligere presse energitettheten, men egenskapene til de aktive materialene kan trekke en terskel. Solid State-Batterier Kan være En Game Changer

Solid state elektrolytt muliggjør integrering av bedre utførte materialer som litiummetall og høyspent katodematerialer. Det har imidlertid blitt observert at tidlig generasjons solid state-batterier kan inneholde lignende typer aktive elektrodematerialer, med væskeelektrolytten erstattet av solid state-elektrolytt. I dette tilfellet har solid state-batterier ingen åpenbar fordel i forhold til væskebaserte litiumionbatterier når det gjelder energitetthet.

solid state-batterier gir imidlertid fortsatt verdier i dette tilfellet. Da både elektrodene og elektrolytten er fast tilstand, oppfører den faste elektrolytten seg også som separatoren, slik at volum og vektreduksjon på grunn av eliminering av visse komponenter (f.eks. separator og foringsrør). De tillater mer kompakt arrangement av celler i batteripakken. For eksempel muliggjør bipolar arrangement høyere spenning og kapasitet på cellenivå. Den forenklede tilkoblingen gir ekstra plass i batteripakken for flere celler.i tillegg kan fjerning av brennbare væskeelektrolytter være en vei for sikrere, langvarige batterier, da de er mer motstandsdyktige mot temperaturendringer og fysiske skader som oppstod under bruk. Solid state-batterier kan håndtere flere lade / utslipp sykluser før degradering, lovende en lengre levetid. Bedre sikkerhet betyr mindre sikkerhetsovervåking elektronikk i batterimoduler / pakker.derfor, selv de første generasjonene av solid state-batterier kan ha lignende, eller enda mindre energitetthet enn konvensjonelle litium-ion-batterier, kan energien som er tilgjengelig i batteripakken være sammenlignbar eller enda høyere enn sistnevnte.

med det større elektrokjemiske vinduet som de faste elektrolyttene kan gi, kan høyspenningskatodematerialer brukes. I tillegg kan høy-energi-tetthet litiummetallanode ytterligere presse energitettheten utover 1000 Wh / L. Disse funksjonene kan videre gjøre solid state batteri en spillveksler.

Konkurrerende Teknologier Gjør Beslutningen Vanskelig

Investering i ulike solid-state batteriselskaper reflekterte det store potensialet i solid-state batterier. Solid state-batteriet er imidlertid ikke basert på bare en enkelt teknologi. I stedet er det flere teknologiske tilnærminger tilgjengelig i bransjen. Solid state elektrolytter kan grovt segmentert i tre kategorier: organiske typer, uorganiske typer og kompositt. Innenfor den uorganiske kategorien ANSES LISICON-like, argyrodites, granat, NASICON-like, Perovskite, LiPON, Li-Hydrid og Li-Halogenid som 8 populære typer. LISICON-lignende og argyrodites tilhører sulfide system, mens granat, NASICON-lignende, Perovskite Og LiPON er basert på oksid system. løpet mellom polymer -, oksid-og sulfidsystemer er uklart så langt, og det er vanlig å se batteriselskaper som prøver flere tilnærminger. polymersystemer er enkle å behandle og de er nærmest kommersialisering, mens den relativt høye driftstemperaturen, lavt antioksidpotensial og dårligere stabilitet indikerer utfordringer. Sulfidelektrolytter har fordeler med høy ionisk ledningsevne, lav behandlingstemperatur, bredt elektrokjemisk stabilitetsvindu, etc. Mange funksjoner gjør dem tiltalende, blir vurdert av mange som det ultimate alternativet. Vanskeligheten med produksjon og det giftige biproduktet som kan genereres i prosessen, gjør imidlertid kommersialiseringen relativt langsom. Oksid-systemet er stabilt og trygt, mens høyere grensesnittmotstand og høy behandlingstemperatur viser noen vanskeligheter generelt.

i denne rapporten blir detaljerte teknologier introdusert, analysert og benchmarked. For å få bedre forståelse av solid state batteriteknologier, spillere, markeder, muligheter, utfordringer og mer, vennligst se Idtechexs rapport «Solid State And Polymer Batteries 2020-2030: Teknologi, Patenter, Prognoser, Spillere», www.IDTechEx.com/SSB eller for hele porteføljen Av Energilagringsforskning tilgjengelig Fra IDTechEx, vennligst besøk www.IDTechEx.com/Research/ES IDTechEx guider dine strategiske forretningsbeslutninger gjennom Forskning, Rådgivning og Arrangementsprodukter, og hjelper deg med å tjene på nye teknologier. 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