Bagaimana baterai solid state dibandingkan dengan baterai ion lithium dalam hal keamanan?

Pernahkah Anda khawatir tentang ponsel Anda yang terlalu panas atau bahkan meledak saat menagihnya? Pernahkah Anda merasa khawatir tentang keamanan baterai setelah melihat laporan berita tentang drone terbakar karena masalah baterai? Di antara berbagai jenis baterai yang tersedia,baterai status solid dan baterai ion lithiumsering dibandingkan. Mana yang lebih aman?

Untuk menjelajahi pertanyaan ini, kita perlu mulai dengan komponen inti baterai.

1. Elektrolit: Garis Pertahanan Pertama untuk Keselamatan

Baterai lithium-ion biasanya menggunakan elektrolit cair organik, yang memiliki tingkat mudah terbakar tertentu. Ketika baterai mengalami dampak mekanis, pengisian berlebih, atau suhu tinggi, sirkuit pendek internal dapat terjadi, menyebabkan kenaikan suhu yang cepat. Elektrolit cair dapat menguraikan dan melepaskan gas yang mudah terbakar, yang mengarah ke pembakaran atau bahkan ledakan, banyak di antaranya terkait dengan ketidakstabilan elektrolit cair.

Sebaliknya, Battery semi-solid-state Gunakan elektrolit padat seperti keramik atau polimer, yang menunjukkan stabilitas kimia yang sangat baik dan tidak mudah terbakar. Bahkan dalam kondisi ekstrem, elektrolit padat tidak mungkin membusuk atau bocor, secara signifikan mengurangi risiko kebakaran atau ledakan. Elektrolit padat sulfida memiliki titik pengapian melebihi 500 ° C, sedangkan elektrolit oksida tetap stabil bahkan pada 800 ° C.

Secara struktural, elektroda dalam baterai ion lithium berjarak dekat, membuatnya rentan terhadap pertumbuhan dendrit. Dendrit adalah kristal seperti pohon yang dibentuk oleh deposisi ion lithium yang tidak merata pada permukaan elektroda selama pengisian dan pelepasan. 

Mereka dapat menembus pemisah, menyebabkan sirkuit pendek internal dan insiden keamanan. Sebaliknya, elektrolit padat dalam baterai solid-state memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, secara efektif menekan pertumbuhan dan penetrasi dendrit, lebih meningkatkan keamanan baterai.

2. Kompetisi bertahan hidup di lingkungan yang ekstrem

Pada -20 ° C, elektrolit cair dalam baterai lithium -ion menjadi kental, menyebabkan penurunan tajam dalam efisiensi konduktivitas ion. Ini tidak hanya mengurangi masa pakai baterai tetapi juga dapat memperburuk pertumbuhan dendrit karena pengisian dan pelepasan yang tidak merata. Sebaliknya,Baterai solid-stateMenggunakan elektrolit sulfida dapat mempertahankan lebih dari 70% kapasitasnya pada -40 ° C, dan laju pertumbuhan dendrit pada suhu rendah hanya seperlima dari baterai lithium-ion.

Kesenjangan menjadi lebih jelas di lingkungan suhu tinggi. Ketika suhu sekitar mencapai 45 ° C, baterai lithium-ion memerlukan sistem pendingin untuk menjaga keamanan, sementara baterai solid-state, setelah 500 siklus pengisian terus menerus dan pelepasan pada 60 ° C, menunjukkan hanya peningkatan degradasi kapasitas 3% dibandingkan dengan kondisi suhu kamar.

3. menyeimbangkan keselamatan dalam proses komersialisasi

Namun, baterai solid state saat ini menghadapi beberapa tantangan.

Misalnya, biaya produksinya relatif tinggi, dan proses pembuatannya lebih kompleks, yang sampai batas tertentu membatasi aplikasi skala besar mereka. Baterai lithium-ion, di sisi lain, telah mengalami pengembangan bertahun-tahun, dengan teknologi yang relatif matang dan biaya yang lebih rendah, menjadikannya dominan di pasar.

Meskipun baterai solid-state secara teoritis menawarkan keselamatan yang unggul, mereka masih perlu mengatasi tantangan praktis pada tahap ini.

Masalah Impedansi Antarmuka dari Baterai All-Solid-State belum sepenuhnya diselesaikan, dan beberapa produsen telah mengadopsi "semi-solid-state”Solusi Transisi - Membuat sejumlah kecil elektrolit cair untuk meningkatkan konduktivitas.

Memilih baterai pada dasarnya memilih filosofi keselamatan: baterai lithium-ion seperti pisau tentara Swiss presisi, mencapai keselamatan yang dapat dikendalikan melalui tindakan perlindungan yang kompleks; Baterai solid-state seperti batuan padat, secara inheren stabil dan tahan terhadap risiko.

Secara keseluruhan, dalam hal keamanan, Battery solid-state Memang memiliki keunggulan dibandingkan baterai lithium-ion karena karakteristik elektrolit solid-state dan desain struktural yang unggul. Ketika teknologi terus maju, biaya baterai solid-state diperkirakan akan berkurang secara bertahap, dan mereka pada akhirnya dapat menggantikan baterai lithium-ion dalam lebih banyak aplikasi, memberikan solusi energi yang lebih aman untuk kehidupan kita.  

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Battery solid-state Atau jelajahi opsi untuk kebutuhan spesifik Anda? Tim kami di Zye ada di sini untuk membantu.

Kami berspesialisasi dalam teknologi baterai mutakhir dan dapat memberikan panduan ahli tentang memilih solusi yang tepat untuk aplikasi Anda.

Jangan ragu untuk menghubungi kami di coco@zyepower.com untuk informasi lebih lanjut atau untuk membahas kebutuhan Anda. Mari kita Kekayakan Masa Depan Bersama!