แบตเตอรี่โซลิดสเตตเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในแง่ของความปลอดภัยได้อย่างไร?

คุณเคยกังวลเกี่ยวกับโทรศัพท์ของคุณร้อนเกินไปหรือระเบิดในขณะที่ชาร์จหรือไม่? คุณเคยรู้สึกกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของแบตเตอรี่หลังจากเห็นรายงานข่าวของโดรนที่ถูกไฟไหม้เนื่องจากปัญหาแบตเตอรี่หรือไม่? ในบรรดาแบตเตอรี่ประเภทต่างๆที่มีอยู่แบตเตอรี่โซลิดสเตตและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักจะเปรียบเทียบ อันไหนปลอดภัยกว่า?

ในการสำรวจคำถามนี้เราต้องเริ่มต้นด้วยส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่

1. อิเล็กโทรไลต์: บรรทัดแรกของการป้องกันเพื่อความปลอดภัย

โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะใช้อิเล็กโทรไลต์ของเหลวอินทรีย์ซึ่งมีระดับการติดไฟในระดับหนึ่ง เมื่อแบตเตอรี่อยู่ภายใต้แรงกระแทกทางกลการชาร์จหรืออุณหภูมิสูงวงจรลัดภายในสามารถเกิดขึ้นได้ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว อิเล็กโทรไลต์เหลวอาจสลายตัวและปล่อยก๊าซไวไฟได้นำไปสู่การเผาไหม้หรือการระเบิดซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความไม่แน่นอนของอิเล็กโทรไลต์ของเหลว

ในทางตรงกันข้าม กึ่ง-รัฐ ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งเช่นเซรามิกส์หรือโพลิเมอร์ซึ่งแสดงความเสถียรทางเคมีที่ยอดเยี่ยมและความไม่ติดเชื้อ แม้จะอยู่ภายใต้สภาวะที่รุนแรงอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งก็ไม่น่าจะสลายตัวหรือรั่วไหลซึ่งลดความเสี่ยงของการเกิดไฟไหม้หรือการระเบิดอย่างมีนัยสำคัญ อิเล็กโทรไลต์ของแข็งซัลไฟด์มีจุดติดไฟเกิน 500 ° C ในขณะที่อิเล็กโทรไลต์ออกไซด์ยังคงมีเสถียรภาพแม้ที่ 800 ° C

โครงสร้างอิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีระยะห่างอย่างใกล้ชิดทำให้มีแนวโน้มที่จะเติบโต dendrite Dendrites เป็นผลึกที่มีลักษณะคล้ายต้นไม้ที่เกิดจากการสะสมของลิเธียมไอออนที่ไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวอิเล็กโทรดระหว่างการชาร์จและการปล่อย 

พวกเขาสามารถเจาะตัวคั่นทำให้เกิดการลัดวงจรภายในและเหตุการณ์ความปลอดภัย ในทางตรงกันข้ามอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งในแบตเตอรี่โซลิดสเตตมีความแข็งแรงเชิงกลสูงยับยั้งการเจริญเติบโตและการเจาะ dendrite ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มความปลอดภัยของแบตเตอรี่

2. การแข่งขันการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ที่ -20 ° C อิเล็กโทรไลต์ของเหลวในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะมีความหนืดทำให้ประสิทธิภาพการนำไอออนลดลงอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ไม่เพียงลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่เท่านั้น ในทางตรงกันข้ามแบตเตอรี่โซลิดสเตตการใช้อิเล็กโทรไลต์ซัลไฟด์สามารถรักษาได้มากกว่า 70% ของความสามารถที่ -40 ° C และอัตราการเติบโตของ dendrite ที่อุณหภูมิต่ำเพียงหนึ่งในห้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ช่องว่างจะเด่นชัดยิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิโดยรอบถึง 45 ° C แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนต้องใช้ระบบทำความเย็นเพื่อรักษาความปลอดภัยในขณะที่แบตเตอรี่โซลิดสเตตหลังจาก 500 รอบของการชาร์จอย่างต่อเนื่องและการปลดปล่อยที่ 60 ° C แสดงการเสื่อมสภาพของความจุเพิ่มขึ้นเพียง 3% เมื่อเทียบกับอุณหภูมิห้อง

3. การปรับสมดุลความปลอดภัยในกระบวนการค้าขาย

อย่างไรก็ตามปัจจุบันแบตเตอรี่โซลิดสเตตเผชิญกับความท้าทายบางอย่าง

ตัวอย่างเช่นต้นทุนการผลิตของพวกเขาค่อนข้างสูงและกระบวนการผลิตมีความซับซ้อนมากขึ้นซึ่งในระดับหนึ่ง จำกัด แอปพลิเคชันขนาดใหญ่ของพวกเขา ในทางกลับกันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการพัฒนาเป็นเวลาหลายปีด้วยเทคโนโลยีที่ค่อนข้างเติบโตและลดต้นทุนทำให้พวกเขาโดดเด่นในตลาด

แม้ว่าแบตเตอรี่โซลิดสเตตในทางทฤษฎีมีความปลอดภัยที่เหนือกว่า แต่ก็ยังต้องจัดการกับความท้าทายในทางปฏิบัติในขั้นตอนนี้

ปัญหาอิมพีแดนซ์อินเทอร์เฟซของแบตเตอรี่ทั้งหมดของรัฐ-โซลิดยังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์และผู้ผลิตบางรายได้นำมาใช้“กึ่งแข็ง” สารละลายในช่วงเปลี่ยนผ่าน - การเพิ่มอิเล็กโทรไลต์ของเหลวในปริมาณเล็กน้อยเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้า

การเลือกแบตเตอรี่คือการเลือกปรัชญาความปลอดภัย: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นเหมือนมีดกองทัพสวิสที่แม่นยำบรรลุความปลอดภัยที่ควบคุมได้ผ่านมาตรการป้องกันที่ซับซ้อน แบตเตอรี่โซลิดสเตตเป็นเหมือนหินแข็งมีความเสถียรและทนต่อความเสี่ยง

โดยรวมในแง่ของความปลอดภัย ของแข็ง-สเตต แท้จริงแล้วมีข้อได้เปรียบเหนือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเนื่องจากลักษณะของอิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตตและการออกแบบโครงสร้างที่เหนือกว่า ในขณะที่เทคโนโลยียังคงดำเนินต่อไปค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่โซลิดสเตตคาดว่าจะค่อยๆลดลงและในที่สุดพวกเขาก็อาจแทนที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในแอปพลิเคชันมากขึ้นซึ่งให้บริการโซลูชั่นพลังงานที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับชีวิตของเรา  

เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ของแข็ง-สเตต หรือสำรวจตัวเลือกสำหรับความต้องการเฉพาะของคุณ? ทีมงานของเราที่ Zye พร้อมให้ความช่วยเหลือ

เราเชี่ยวชาญในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ทันสมัยและสามารถให้คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญในการเลือกโซลูชันที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ

อย่าลังเลที่จะติดต่อเราที่ coco@zyepower.com สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมหรือเพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณ มามีอำนาจในอนาคตด้วยกัน!