Apakah baterai solid state menggunakan litium?

Apakah aBaterai Keadaan PadatGunakan Litium? 

Ya — Tapi Tidak dengan Cara yang Sama

Ya,baterai keadaan padatmenggunakan litium. Bagian itu sangat mudah. Hal yang lebih menarik – dan lebih berguna bagi siapa pun yang mencoba memahami mengapa baterai solid state memiliki kinerja yang berbeda dari baterai konvensional – adalah bagaimana lithium digunakan, dan perubahan apa yang terjadi ketika Anda beralih dari desain baterai elektrolit cair ke baterai padat.

Perbedaannya bukan hanya pada detail teknisnya. Ini menjelaskan klaim kinerja yang Anda lihat dalam pemasaran baterai solid state dan membantu Anda mengevaluasi apakah klaim tersebut berlaku untuk baterai spesifik yang Anda pertimbangkan.

Peran Lithium dalam Baterai Apa Pun

Di setiap baterai litium — solid state atau konvensional — litium adalah ion yang berfungsi. Selama pengisian, ion litium meninggalkan katoda (elektroda positif), bergerak melalui elektrolit, dan disimpan di anoda (elektroda negatif). Selama pelepasan, proses tersebut terbalik: ion litium berpindah dari anoda kembali melalui elektrolit ke katoda, dan energi yang dilepaskan dalam gerakan tersebut menggerakkan drone.

Tugas elektrolit hanyalah membiarkan ion litium melewatinya sambil menghalangi elektron – yang terpaksa melakukan perjalanan melalui sirkuit eksternal, sehingga memberi daya pada motor. Baik elektrolit itu cair atau padat, litium melakukan pekerjaan mendasar yang sama.

Yang berubah adalah tempat penyimpanan litium di anoda, dan seberapa efisien penyimpanan tersebut terjadi.

Bagaimana Baterai Konvensional Menyimpan Lithium di Anoda

Dalam baterai lithium polimer standar, anoda terbuat dari grafit. Ion litium tidak terakumulasi begitu saja pada grafit — mereka berinterkalasi, yang berarti mereka menyelinap di antara lapisan atom karbon dalam struktur kristal grafit. Setiap unit grafit hanya dapat menampung sejumlah ion litium, yang ditentukan oleh geometri kristalnya.

Mekanisme interkalasi ini stabil dan dapat dipahami dengan baik, namun mekanisme ini menentukan batasan berapa banyak litium yang dapat disimpan oleh anoda grafit per gram material. Batasan tersebut adalah bagian yang membatasi kepadatan energi baterai LiPo konvensional menjadi sekitar 200 hingga 260 Wh/kg pada tingkat kemasan — tidak peduli seberapa bagus desain lainnya.

Bagaimana Baterai Solid State Dapat Menggunakan Lithium Secara Berbeda

Di sinilah desain solid state menciptakan peluang kinerja yang berarti.

Karena elektrolit padat secara fisik dapat menghalangi penetrasi dendrit - filamen logam yang membuat anoda logam litium berbahaya pada baterai elektrolit cair - baterai solid state dapat menggantikan anoda grafit dengan logam litium murni.

Logam litium tidak berinterkalasi. Ini melapisi dan mengupas secara langsung sebagai logam curah selama pengisian dan pengosongan. Dan logam litium menyimpan sekitar 10 kali lebih banyak ion litium per gramnya dibandingkan grafit.

Hasilnya: baterai solid state dengan anoda logam litium tidak mencapai batas kepadatan energi yang sama dengan desain anoda grafit. Ini adalah arsitektur di balik angka kepadatan energi tingkat paket 350 hingga 400+ Wh/kg yang terkait dengan baterai solid state canggih — angka yang tidak dapat dicapai dengan anoda grafit, apa pun jenis elektrolitnya.

Mengapa Perbedaan Ini Penting Saat Mengevaluasi Produk

Tidak semua baterai solid state menggunakan anoda logam litium. Desain solid state generasi pertama sering kali mempertahankan anoda grafit dan hanya menggantikan elektrolit. Baterai tersebut memberikan keamanan dan masa pakai yang lebih baik dibandingkan dengan LiPo – keunggulan sebenarnya – namun kepadatan energinya serupa dengan baterai lithium ion konvensional, tidak jauh lebih tinggi.

Saat Anda melihat baterai solid state mengklaim 350+ Wh/kg, anoda logam litium berada di belakang angka tersebut. Jika Anda melihat ada yang mengklaim 210 hingga 240 Wh/kg, hampir pasti itu menggunakan grafit — elektrolitnya berubah, tetapi anodanya tidak.

Untuk operator UAV yang memilih antara opsi solid state, tanyakan "apakah baterai ini menggunakan anoda logam litium atau grafit?" memberitahu Anda dengan segera apakah klaim kepadatan energi didasarkan pada keunggulan keadaan padat penuh atau hanya substitusi elektrolit.

Dokumentasi Arsitektur Anoda ZYEBATTERY

ZYEBATTERYmemberikan spesifikasi arsitektur anoda untuk baterai litium ion keadaan padat dan baterai UAV polimer litium berperforma tinggi — karena mengetahui apakah logam litium atau grafit berada di anoda akan menentukan apakah angka kepadatan energi pada lembar spesifikasi berasal dari desain keadaan padat penuh atau pendekatan hibrida.

Baterai keadaan padatmenggunakan litium. Pertanyaan yang lebih berguna adalah di mana dan bagaimana — dan pertanyaan tersebut memiliki jawaban yang spesifik dan dapat didokumentasikan.