लिथियम आयन सुरक्षा हमेशा उद्योग के लिए चिंता का मुद्दा रहा है । आवेदन और नीति के स्तर में ऊर्जा घनत्व की बढ़ती आवश्यकता की वजह से, त्रिगुट बैटरी मुख्यधारा प्रौद्योगिकी बनने की प्रवृत्ति अपरिवर्तनीय है ।
लेकिन आज तीन आयामी बैटरी की सुरक्षा को अभी भी ठीक नहीं किया गया है, यहां तक कि तथाकथित बीएमएस को दुनिया का सबसे अच्छा Tesla करने के लिए, एक सुरक्षा दुर्घटना भी है, घरेलू दो मॉडलों में अकेले २०१७ गंभीर आग हुई, त्रिगुट बैटरियों की सुरक्षा को लेकर अभी भी पूछताछ की जा रही है. नई ऊर्जा वाहनों के विकास के साथ, उच्च ऊर्जा घनत्व, उच्च सुरक्षा बैटरी बाजार के अपरिहार्य लक्ष्य बन जाते हैं ।
कुछ विशेषज्ञों का मानना है कि पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट्स की जगह के लिए ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग अनिवार्य रूप से एक ही तरीका है लिथियम बैटरी की सुरक्षा में सुधार है । सभी ठोस राज्य लिथियम आयन बैटरी, पारंपरिक कार्बनिक तरल इलेक्ट्रोलाइट के बजाय ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग, रूट है, जो बिजली के वाहनों और बड़े पैमाने पर भंडारण के लिए आदर्श रासायनिक बिजली की आपूर्ति है से बैटरी सुरक्षा की समस्या का समाधान करने की उम्मीद कर रहे हैं ।
सभी ठोस राज्य लिथियम आयन बैटरी की संरचना एक कैथोड, एक इलेक्ट्रोलाइट और एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड, जिनमें से सभी ठोस सामग्री से बना रहे है शामिल हैं ।
पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट लिथियम आयन बैटरी के साथ तुलना में लाभ पूरी तरह से इलेक्ट्रोलाइट जंग और रिसाव सुरक्षा छिपा खतरे को समाप्त, गर्मी स्थिरता अधिक है । ज्वलनशील कार्बनिक तरल इलेक्ट्रोलाइट में निहित समाधान की वजह से, यह आसानी से जला और विस्फोट जब कम सर्किट तापमान बढ़ जाता है, और तापमान वृद्धि और शॉर्ट सर्किट का विरोध करने की सुरक्षा उपकरण संरचना स्थापित करने की आवश्यकता है ।
ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट ज्वलनशील, गैर संक्षारक, गैर अस्थिर है, रिसाव समस्या मौजूद नहीं है, यह भी लिथियम dendrite घटना पर काबू पा, इस प्रकार पूरे ठोस राज्य बैटरी अत्यंत उच्च सुरक्षा है । कोई तरल encapsulate की जरूरत है, समर्थन धारावाहिक स्टैकिंग व्यवस्था और द्विध्रुवी संरचना, उत्पादन क्षमता में सुधार;
ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स के ठोस राज्य गुणों के कारण, एकाधिक इलेक्ट्रोड आरोपित जा सकता है; विद्युत स्थिर विंडो चौड़ाई (ऊपर 5v या ऊपर) उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रोड सामग्री के साथ मिलान किया जा सकता है. ठोस इलेक्ट्रोलाइट थोड़ा साइड इफेक्ट और लंबे समय तक सेवा जीवन के साथ एक एकल ईओण कंडक्टर है ।
अपेक्षाकृत प्रकाश, तरल बैटरी की तुलना में, बैटरी की एक ही क्षमता, ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट बैटरी जैसे टेस्ला-900kg के त्रिगुट लिथियम बैटरी गुणवत्ता के Panasonic उत्पादन के रूप में अपेक्षाकृत प्रकाश, कर रहे हैं, जबकि ठोस राज्य बैटरी स्टार्ट-अप कंपनी बैटरी की एक ही क्षमता के Seeoinc उत्पादन केवल 323kg, पूर्व एक तिहाई के करीब है । हालांकि, सॉलिड-स्टेट बैटरियों में भी कमियां हैं । ठोस इलेक्ट्रोलाइट के समग्र कम चालकता समग्र कम इज़ाफ़ा प्रदर्शन की ओर जाता है, बड़े आंतरिक प्रतिरोध, धीमी गति चार्ज, और उच्च लागत, अब ठोस राज्य बैटरी अगर और साधारण पारंपरिक बाजार प्रतियोगिता में लिथियम आयन बैटरी, और अधिक लाभ नहीं है ।
इसलिए, ठोस राज्य बैटरी ही उच्च सुरक्षा, उच्च तापमान स्थिरता, संभव लचीलापन और अन्य बहुआयामी सुविधाओं, और पारंपरिक लिथियम-विभेदित बाजार प्रतियोगिता में आयन बैटरी खेलने के लिए, निकट भविष्य में एक ठोस राज्य बैटरी हो सकता है एक और अधिक आशाजनक बाजार सफलता की दिशा.
बहुलक ठोस राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स (एसपीई) 4से बना: बहुलक सब्सट्रेट (जैसे पॉलिएस्टर, पोलीमरेज़ और polyamine के रूप में) और लिथियम लवण (जैसे Liclo 4, liasf 6, LIPF 4, LIBF
, आदि) का गठन ।
विशेषताएं: प्रकाश गुणवत्ता, अच्छा viscoelasticity, उत्कृष्ट मशीनिंग प्रदर्शन, आदि
मुख्य श्रेणियाँ: पाली (ईथीलीन ऑक्साइड), polyacrylonitrile (पैन), polyvinylidene फ्लोराइड (PVDF), पाली (पीएमएमए), पाली (propylene ऑक्साइड) (पेो), polyvinylidene क्लोराइड (PVDC) और एकल आयन पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट. तंत्र: ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट में आयन संचरण मुख्य रूप से अमली क्षेत्र में होता है, लेकिन कमरे के तापमान पर पेो के crystallinity उच्च है, जो कम ईओण चालकता है, जो गंभीरता से चार्ज और बड़े वर्तमान के निर्वहन की क्षमता को प्रभावित करता है की ओर जाता है । आदेश में crystallinity, सबसे सरल और प्रभावी विधि को कम करने के द्वारा पेो श्रृंखला की चालकता में सुधार करने के लिए अकार्बनिक कण संकरण के साथ बहुलक मैट्रिक्स का इलाज है । 2O3वर्तमान में, MgO, अल सहित अकार्बनिक भराव पर अधिक अनुसंधान 2Sio और अन्य धातु आक्साइड नैनोकणों और जिओलाइट, montmorillonite और इतने पर, इन अकार्बनिक कणों के अलावा मैट्रिक्स में बहुलक श्रृंखला के आदेश को बाधित, अपनी crystallinity कम कर देता है, बहुलक, लिथियम नमक और अकार्बनिक कणों के बीच बातचीत, लिथियम आयन संचरण चैनल बढ़ जाती है, चालकता और आयन माइग्रेशन संख्या में सुधार ।
अकार्बनिक भराव भी मिश्रित इलेक्ट्रोलाइट में (जैसे नमी) को अवशोषित और यांत्रिक गुणों में सुधार का पता लगाने की अशुद्धियों की भूमिका निभा सकते हैं । एक पूरे के रूप में, ठोस राज्य बैटरी तैयारी प्रौद्योगिकी अभी तक मजबूत हो गया है, उद्यमों लिमिटेड की क्षमता फार्म, प्रौद्योगिकी के बड़े पैमाने पर विस्तार के लिए कई कठिनाइयों को दूर करने की जरूरत है, अभी भी विकास की अवधि को बढ़ावा देने में ।
