Katı hal piller güvenlik açısından lityum iyon pillerle nasıl karşılaştırılır?

Telefonunuzun şarj ederken aşırı ısınması ve hatta patlaması konusunda hiç endişelentiniz mi? Pil sorunları nedeniyle alev yakalayan dronların haber raporlarını gördükten sonra pil güvenliği konusunda hiç endişe duydunuz mu? Mevcut çeşitli pil türleri arasında,Katı Hal Pilleri ve Lityum İyon Pillerigenellikle karşılaştırılır. Hangisi daha güvenli?

Bu soruyu araştırmak için, pillerin temel bileşenleriyle başlamamız gerekir.

1. Elektrolit: Güvenlik için ilk savunma hattı

Lityum iyon piller tipik olarak belirli bir alevlenebilirlik derecesine sahip organik sıvı elektrolitleri kullanır. Pil mekanik darbe, aşırı şarj veya yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında, iç kısa devreler meydana gelebilir ve bu da sıcaklıkta hızlı bir artışa neden olabilir. Sıvı elektrolit, birçoğu sıvı elektrolitin istikrarsızlığı ile ilişkili olan yanma veya hatta patlamalara yol açan yanıcı gazları ayrıştırabilir ve serbest bırakabilir.

Tersine, yarı katı durum Mükemmel kimyasal stabilite ve çarpılabilirlik gösteren seramik veya polimerler gibi katı elektrolitler kullanın. Aşırı koşullar altında bile, katı elektrolitlerin ayrışması veya sızıntı yapması olası değildir, bu da yangın veya patlama riskini önemli ölçüde azaltır. Sülfür katı elektrolitler 500 ° C'yi aşan bir kontak noktasına sahiptir, oksit elektrolitleri 800 ° C'de bile stabil kalır.

Yapısal olarak, lityum iyon pillerindeki elektrotlar yakından aralıklıdır, bu da onları dendrit büyümesine eğilimli hale getirir. Dendritler, şarj ve deşarj sırasında lityum iyonlarının elektrot yüzeyi üzerinde eşit olmayan birikmesi ile oluşturulan ağaç benzeri kristallerdir. 

Ayırıcıyı delerek iç kısa devrelere ve güvenlik olaylarına neden olabilirler. Buna karşılık, katı hal pillerdeki katı elektrolitler yüksek mekanik mukavemete sahiptir, dendrit büyümesini ve penetrasyonunu etkili bir şekilde bastırır ve pil güvenliğini daha da artırır.

2.. Aşırı ortamlarda hayatta kalma rekabeti

-20 ° C'de, lityum iyon pillerdeki sıvı elektrolit viskoz hale gelir ve iyon iletkenlik verimliliğinde keskin bir düşüşe neden olur. Bu sadece pil ömrünü azaltmakla kalmaz, aynı zamanda eşit olmayan şarj ve deşarj nedeniyle dendrit büyümesini daha da kötüleştirebilir. Tersine,katı hal pillerSülfür elektrolitleri kullanılması, kapasitelerinin% 70'inden fazlasını -40 ° C'de koruyabilir ve düşük sıcaklıklarda dendrit büyüme oranı lityum iyon pillerin sadece beşte biridir.

Boşluk, yüksek sıcaklık ortamlarında daha da belirgin hale gelir. Ortam sıcaklığı 45 ° C'ye ulaştığında, lityum-iyon piller güvenliği korumak için bir soğutma sistemi gerektirirken, katı hal piller, 500 döngüsel şarj ve 60 ° C'de deşarjdan sonra, oda sıcaklığı koşullarına kıyasla kapasite bozulmasında sadece% 3'lük bir artış sergiler.

3. Ticarileştirme sürecinde güvenliği dengeleme

Bununla birlikte, katı hal piller şu anda bazı zorluklarla karşı karşıyadır.

Örneğin, üretim maliyetleri nispeten yüksektir ve üretim süreci daha karmaşıktır, bu da bir dereceye kadar büyük ölçekli uygulamalarını sınırlar. Öte yandan, lityum iyon piller, nispeten olgun teknoloji ve daha düşük maliyetlerle yıllarca süren gelişme geçirdi ve bu da onları piyasada baskın hale getirdi.

Katı hal piller teorik olarak üstün güvenlik sunsa da, yine de bu aşamada pratik zorlukları ele almaları gerekiyor.

Tüm katı durumlu pillerin arayüz empedans sorunu henüz tam olarak çözülmedi ve bazı üreticiler “yarı katı durum”Geçiş çözeltisi - iletkenliği arttırmak için az miktarda sıvı elektrolit tutar.

Bir pil seçmek esasen bir güvenlik felsefesi seçmektir: lityum iyon piller, karmaşık koruyucu önlemlerle kontrol edilebilir güvenlik sağlayan hassas İsviçre ordu bıçakları gibidir; Katı hal piller, doğası gereği sabit ve risklere karşı dirençli katı bir kaya gibidir.

Genel olarak, güvenlik açısından, katı hal Gerçekten de, katı hal elektrolitlerinin özellikleri ve üstün yapısal tasarım nedeniyle lityum iyon pillere göre bir avantajı vardır. Teknoloji ilerlemeye devam ettikçe, katı hal pillerin maliyetinin kademeli olarak azalması beklenmektedir ve sonunda daha fazla uygulamada lityum iyon pillerinin yerini alabilir ve hayatlarımız için daha güvenli enerji çözümleri sunabilir.  

Hakkında daha fazla bilgi edinmek için katı hal Veya özel ihtiyaçlarınız için seçenekleri keşfetmek? Zye'deki ekibimiz yardım etmek için burada.

En son pil teknolojileri konusunda uzmanlaşıyoruz ve uygulamanız için doğru çözümü seçme konusunda uzman rehberlik sağlayabiliriz.

Bize ulaşmaktan çekinmeyin coco@zyepower.com Daha fazla bilgi için veya gereksinimlerinizi tartışmak için. Geleceği birlikte güçlendirelim!