ООО Гуандун Сяовэй Нью Энерджи Технолоджи
Индустриальный парк Таймин, район Хуэйян, провинция Гуандун (150 метров к югу от Лижэнь-роуд)
ООО Гуандун Сяовэй Нью Энерджи Технолоджи
Индустриальный парк Таймин, район Хуэйян, провинция Гуандун (150 метров к югу от Лижэнь-роуд)
2025-02-05
В настоящее время фраза «твердотельная батарея» обычно используется для обозначения полутвердотельной батареи или переходных технологий. Это обусловлено рядом факторов, связанных с технологиями, экономикой и рыночными условиями. Ниже приводится подробное объяснение причин:
1. Ограничения твердотельных технологий
Полностью твердотельные батареи (ASSB) сталкиваются с серьезными техническими препятствиями, которые препятствуют их коммерческому успеху. Они имеют проблемы с твердыми электролитами, процессами производства и стабильностью соединений.
1.1 Проблемы с твердыми электролитами
Нижняя ионная проводимость. Большинство твердых электролитов имеют меньшую проводимость, чем жидкие электролиты, особенно при комнатной температуре. Это влияет на токонесущую способность и общую производительность твердотельных батарей. Например, оксидные электролиты имеют низкую ионную проводимость, а сульфидные электролиты обеспечивают более высокую производительность, но обладают меньшей химической стабильностью.
Высокое интерфейсное сопротивление. Недостаточное контактирование между твердым электролитом и электродными материалами вызывает высокое сопротивление между ними, что препятствует движению литиевых ионов.
Химическая и электрохимическая стабильность. Некоторые твердые электролиты взаимодействуют с литиевыми анодами или высоковольтными катодами, что приводит к их разложению и снижению производительности.
1.2 Проблемы с литиевыми металлическими анодами
Рост дендритов. Литиевый металл, являющийся одним из ключевых компонентов для повышения энергоемкости, может быть подвержен росту дендритов при циклировании. Дендриты могут проколоть твердый электролит, вызывая короткое замыкание, которое может привести к отказу батареи.
Нестабильность интерфейса. Интерфейс между литиевым металлом и твердым электролитом может ухудшаться со временем, вызывая увеличение сопротивления и снижение циклической устойчивости.
1.3 Сложности в производстве
Обработка материалов. Твердые электролиты, особенно оксиды и сульфиды, чрезвычайно чувствительны к влаге и требуют строгого контроля окружающей среды при обработке.
Требования к температуре и давлению. Твердые электролиты должны быть плотно прижаты к электродам для снижения сопротивления, что может потребовать высокого давления или термических процессов. Масштабирование этих процессов для массового производства представляет собой серьезную проблему.
Изготовление тонких пленок. Чтобы снизить сопротивление, твердые электролиты должны иметь очень малую толщину, но изготовление тонких пленок больших размеров с равномерными характеристиками представляет собой техническую проблему.
1.4 Высокие затраты
Затраты на материалы. Высокопроизводительные электролиты, такие как сульфиды или оксиды, могут быть дорогими в производстве и обработке.
Затраты на оборудование. Специализированное оборудование для нанесения тонких пленок, установки под высоким давлением и обеспечение сухой среды значительно увеличивает капитальные затраты.
2. Полутвердые технологии легче коммерциализировать
По сравнению с ASSB полутвердотельные батареи (SSSB) легче в производстве и могут стать мостом между жидкоэлектролитными и полностью твердотельными конструкциями.
2.1 Совместимость с существующими процессами
Полутвердотельные батареи состоят из смеси жидких и твердых электролитов, что позволяет сохранять совместимость с существующими технологиями производства литиевых ионных батарей. Это помогает снизить затраты и ускорить коммерциализацию.
2.2 Повышенная безопасность
Хотя полутвердотельные конструкции не полностью исключают жидкие компоненты, они содержат меньше жидкости, что значительно повышает безопасность, уменьшая риск термического пробега и утечки.
2.3 Широкие области применения
Полутвердотельные батареи достигают баланса между безопасностью, энергоемкостью и производительностью, что делает их идеальными для таких применений, как электромобили (EV) и системы энергохранения (ESS).
3. Маркетинг и концептуальная интерпретация
Фраза «твердотельная батарея» является популярной на рынке, что побудило многие компании предлагать полутвердотельные конструкции под этим названием, даже если они не соответствуют строгим требованиям твердотельных батарей.
3.1 Привлечение инвестиций
Твердотельные батареи рассматриваются как один из наиболее перспективных вариантов энергохранения, и этот термин привлекает большое внимание инвесторов. Компании могут маркировать полутвердотельные решения как «твердотельные» для привлечения финансирования для дальнейших исследований и разработок.
3.2 Гибкие определения
Отсутствие строгих промышленных стандартов для твердотельных батарей позволяет компаниям классифицировать любую батарею с значительным количеством твердого электролита как «твердотельную». Некоторые определяют это как наличие более 50% твердого электролита, в то время как другие сосредотачиваются на некоторой твердости в системе электролита.
3.3 Удовлетворение потребительских ожиданий
Потребители требуют большей энергоемкости и безопасности. Даже полутвердотельные конструкции, которые обеспечивают улучшения по сравнению с жидкими электролитами, могут удовлетворить эти требования под логотипом «твердотельная».
4. Полутвердые технологии как переходные
Полутвердотельные батареи обычно рассматриваются как важный переходный этап к полностью твердотельным батареям. Этот подход к разработке позволяет постепенно решать проблемы, сохраняя коммерческую жизнеспособность.
Первая фаза. Внедрение гелевых или суспензионных электролитов, совместимых с процессами жидких электролитов, с одновременным уменьшением содержания жидкости.
Вторая фаза. Постепенное увеличение доли твердого электролита с одновременным улучшением ионной проводимости и стабильности интерфейса.
Третья фаза. Полное отверждение с использованием высокопроизводительных твердых электролитов и стойких интерфейсов.
Этот подход представляет собой поэтапный метод для снижения технологических рисков и ускорения выхода на рынок.
5. Отсутствие единых стандартов
Определения твердотельных батарей различаются в разных отраслях, что приводит к путанице между твердотельными и полутвердыми технологиями.
5.1 Полностью твердотельные батареи
Строгое определение - это батареи, состоящие полностью из твердых компонентов, таких как твердый электролит и твердые интерфейсы.
5.2 Квазитвердотельные батареи
Батареи, содержащие смесь твердых и небольших количеств гелевых электролитов или жидкости для повышения переноса ионов.
5.3 Полутвердотельные батареи
Батареи, в которых катод или анод используют твердые компоненты, в то время как общая конструкция имеет жидкий компонент для обеспечения производительности.
Отсутствие единства позволяет компаниям смутить границы между твердотельными и полутвердотельными батареями в своей рекламе.
Заключение
Концепция обозначения полутвердотельных батарей как твердотельных обусловлена рядом факторов:
1.Технические проблемы полностью твердотельных конструкций.
2.Легкость коммерциализации полутвердотельных батарей.
3.Преимущества концепции твердотельной батареи в области маркетинга и финансирования.
4.Полутвердые технологии как важный переходный этап к полностью твердотельным конструкциям.
5.Отсутствие точных определений и стандартов в отрасли.
По мере развития технологий и уточнения промышленных стандартов различие между полутвердотельными и твердотельными батареями станет более четким. Пока же полутвердотельные батареи, вероятно, будут доминировать в дискуссиях, используя преимущества твердых и жидких систем для удовлетворения рыночного спроса.
>> Технология производства твердотельных батарей Xiaowei.
