V současné době většina elektrických vozidel a systémů skladování energie používá lithium-iontové baterie. Přestože mají vysokou hustotu energie a rychlou rychlost nabíjení, mají problémy s bezpečnosti. Proto průmysl aktivně vyvíjí baterie v pevném stavu a doufá, že mohou nahradit tradiční lithium-iontové baterie. Co je to baterie v pevném stavu? Baterie s pevným státem jsou typem technologie baterie. Na rozdíl od lithium-iontových baterií a lithium-iontových polymerních baterií, které se dnes běžně používají, jsou baterie s pevným státem baterie, které používají pevné elektrody a pevné elektrolyty. V ionice v pevném stavu jsou baterie s pevným státem baterie, které používají pevné elektrody a pevné elektrolyty. Baterie v pevném stavu mají obecně nízkou hustotu výkonu a vysokou hustotu energie. Vzhledem k tomu, že baterie s pevným státem mají vysoký poměr výkonu k hmotnosti, jedná se o ideální baterie pro elektrická vozidla. Co je to lithium-iontová baterie? Lithium-iontové baterie jsou sekundární baterie (dobíjecí baterie), které se spoléhají hlavně na pohyb lithiových iontů mezi pozitivními a negativními elektrodami. Během procesu náboje a vypouštění je Li+ interkalován a deinterkalován tam a zpět mezi dvěma elektrodami: Během nabíjení je Li+ deinterkalován z pozitivní elektrody a interkalován do záporné elektrody elektrolytem a záporná elektroda je ve stavu lithiem; Během propuštění je opak pravda. Lithium-iontové baterie byly poprvé vyvinuty Japonskou společností Sony Corporation v roce 1990. Vloží lithiové ionty do uhlíku (ropné koks a grafit) za vzniku negativní elektrody (tradiční lithiové baterie používají lithium nebo lithium slitinu). Lixcoo2 se běžně používá jako pozitivní elektrodový materiál, lixnio2 a lixmno4 také používají a elektrolyt je lipf 6+ diethylen karbonát (EC)+dimethyl karbon (DMC). Jaký je rozdíl mezi bateriemi v pevném stavu a lithium-iontovými bateriemi? Hlavním rozdílem mezi pevnými bateriemi a lithium-iontovými bateriemi je elektrolyt. Elektrolyt lithiových iontů je kapalný a existuje ve formě gelu a polymeru, což ztěžuje snížení hmotnosti baterie. Kromě toho není energie jediné lithiové baterie vysoká, takže více bateriových baterií musí být připojeno v sérii, což dále zvyšuje hmotnost. Náklady na inženýrství, výrobu a instalaci baterií představují velkou část celkových nákladů na elektrická vozidla. Kromě problému s hmotností je elektrolyt také hořlavý, nestabilní při vysokých teplotách a má problémy s tepelným úderem. Pokud dojde k dopravní nehodě, může to způsobit vážný oheň. Elektrolyt se také snadno zamrzne při nízkých teplotách, což snižuje vytrvalost baterie. Kromě toho elektrolyt koroduje vnitřní komponenty baterie a proces nabíjení a vypouštění také vytvoří dendrity, což sníží kapacitu, výkon a životnost baterie. Uvnitř baterie pevného stavu není žádný těžký kapalný elektrolyt, ale pevný elektrolyt ve formě skla, keramiky nebo jiných materiálů. Celková struktura baterie v pevném stavu je podobná struktuře tradiční lithium-iontové baterie a metody nabíjení a vypouštění jsou také podobné, ale protože není kapalina, je baterie uvnitř kompaktnější, menší velikost a zvyšuje hustotu energie. Pokud je lithium-iontová baterie v elektrickém vozidle nahrazena baterií stejného objemu pevného stavu, může být kapacita teoreticky zvýšena více než 2krát. Kromě toho je hmotnost lithiové baterie v pevném stavu lehčí a není nutný monitorovací, chladicí a izolační systém lithium-iontové baterie. Podvozek může uvolnit více místa pro baterii, což výrazně zvyšuje vytrvalost elektrického vozidla. Kromě toho se baterie s pevným státem nabíjí rychleji než lithium-iontová baterie, nemá žádné korozivní problémy a má delší životnost. Pokud jde o provozní teplotu, baterie pevného stavu má tepelnou stabilitu a při nízkých teplotách nezmrzne. Pro uživatele žijící ve středních a vysokých zeměpisných šířkách to může zajistit vytrvalost elektrického vozidla.
