Pin thể rắn có sử dụng lithium không?

Liệu mộtPin thể rắnSử dụng Liti? 

Có - Nhưng không giống nhau

Đúng,pin trạng thái rắnsử dụng liti. Phần đó rất đơn giản. Điều thú vị hơn - và hữu ích hơn cho những ai đang cố gắng tìm hiểu lý do tại sao pin thể rắn hoạt động khác với pin thông thường - là cách sử dụng lithium và điều gì sẽ thay đổi khi bạn chuyển từ thiết kế chất điện phân lỏng sang thiết kế rắn.

Sự khác biệt không chỉ là chi tiết kỹ thuật. Nó giải thích các tuyên bố về hiệu suất mà bạn thấy trong hoạt động tiếp thị pin thể rắn và giúp bạn đánh giá xem những tuyên bố đó có áp dụng cho loại pin cụ thể mà bạn đang xem xét hay không.

Vai trò của Lithium trong mọi loại pin

Trong mọi pin lithium - trạng thái rắn hoặc thông thường - lithium là ion hoạt động. Trong quá trình sạc, các ion lithium rời khỏi cực âm (điện cực dương), di chuyển qua chất điện phân và được lưu trữ ở cực dương (điện cực âm). Trong quá trình phóng điện, quá trình đó đảo ngược: các ion lithium di chuyển từ cực dương qua chất điện phân đến cực âm và năng lượng giải phóng trong chuyển động đó cung cấp năng lượng cho máy bay không người lái.

Công việc của chất điện phân chỉ đơn giản là cho các ion lithium đi qua nó trong khi chặn các electron – thay vào đó, chúng buộc phải di chuyển qua mạch ngoài để cung cấp năng lượng cho động cơ. Cho dù chất điện phân đó ở dạng lỏng hay rắn thì lithium đều thực hiện công việc cơ bản giống nhau.

Những thay đổi là nơi lưu trữ lithium ở cực dương và mức độ hiệu quả của việc lưu trữ đó diễn ra.

Pin thông thường lưu trữ lithium ở cực dương như thế nào

Trong pin lithium polymer tiêu chuẩn, cực dương được làm bằng than chì. Các ion lithium không chỉ tích tụ trên than chì mà chúng xen vào nhau, nghĩa là chúng trượt giữa các lớp nguyên tử carbon trong cấu trúc tinh thể than chì. Mỗi đơn vị than chì chỉ có thể chứa một số lượng ion lithium cố định, được xác định bởi hình dạng tinh thể của nó.

Cơ chế xen kẽ này ổn định và được hiểu rõ, nhưng nó đặt ra giới hạn cứng về lượng anode than chì có thể lưu trữ trên mỗi gam vật liệu. Mức trần đó là một phần giới hạn mật độ năng lượng của pin LiPo thông thường ở mức khoảng 200 đến 260 Wh/kg ở cấp độ đóng gói - bất kể phần còn lại của thiết kế có tốt đến đâu.

Pin thể rắn có thể sử dụng lithium khác nhau như thế nào

Đây là nơi thiết kế trạng thái rắn tạo ra cơ hội hiệu suất có ý nghĩa.

Bởi vì chất điện phân rắn có thể ngăn chặn sự xâm nhập dendrite về mặt vật lý – các sợi kim loại làm cho cực dương kim loại lithium trở nên nguy hiểm trong pin điện phân lỏng – nên pin trạng thái rắn có thể thay thế cực dương than chì bằng kim loại lithium nguyên chất.

Kim loại lithium không xen kẽ. Nó tấm và dải trực tiếp như kim loại khối trong quá trình sạc và xả. Và kim loại lithium lưu trữ lượng ion lithium trên mỗi gram nhiều hơn khoảng 10 lần so với than chì.

Kết quả: pin thể rắn có cực dương kim loại lithium không đạt đến mức trần mật độ năng lượng giống như thiết kế cực dương than chì. Đây là kiến ​​trúc đằng sau các con số về mật độ năng lượng ở mức gói từ 350 đến 400+ Wh/kg liên quan đến pin thể rắn tiên tiến — những con số không thể đạt được với cực dương than chì bất kể loại chất điện phân.

Tại sao sự khác biệt này lại quan trọng khi đánh giá sản phẩm

Không phải tất cả pin thể rắn đều sử dụng cực dương kim loại lithium. Các thiết kế trạng thái rắn thế hệ đầu tiên thường giữ lại cực dương than chì và chỉ thay thế chất điện phân. Những loại pin này mang lại độ an toàn và tuổi thọ được cải thiện so với LiPo – những lợi thế thực sự – nhưng mật độ năng lượng của chúng tương tự như pin lithium ion thông thường, không cao hơn đáng kể.

Khi bạn thấy pin thể rắn công bố trên 350 Wh/kg thì cực dương kim loại lithium nằm đằng sau con số đó. Khi bạn nhìn thấy một chiếc công bố 210 đến 240 Wh/kg, gần như chắc chắn nó sử dụng than chì - chất điện phân đã thay đổi, nhưng cực dương thì không.

Đối với người vận hành UAV lựa chọn giữa các tùy chọn trạng thái rắn, hãy hỏi "pin này sử dụng cực dương kim loại lithium hay than chì?" cho bạn biết ngay lập tức liệu các tuyên bố về mật độ năng lượng dựa trên lợi ích hoàn toàn của trạng thái rắn hay chỉ dựa trên sự thay thế chất điện phân.

Tài liệu kiến ​​trúc Anode của pin ZYEB

pin ZYEBcung cấp thông số kỹ thuật kiến ​​trúc cực dương cho pin lithium-ion lithium trạng thái rắn và pin UAV lithium polymer hiệu suất cao — bởi vì việc biết liệu kim loại lithium hay than chì có ở cực dương sẽ xác định xem các số mật độ năng lượng trên bảng thông số kỹ thuật là từ thiết kế trạng thái rắn hoàn toàn hay phương pháp lai.

Pin trạng thái rắnsử dụng liti. Câu hỏi hữu ích hơn là ở đâu và như thế nào - và câu hỏi đó có câu trả lời cụ thể, có thể ghi chép được.