מהי סוללה במצב מוצק ומה היתרונות של סוללה במצב מוצק?

מהי סוללה במצב מוצק? זה מתחיל במבנה הנוכחי של סוללות ליתיום-יון.

 

סוללות ליתיום-יון מורכבות מאלקטרודות חיוביות, אלקטרודות שליליות, דיאפרגמות ואלקטרוליטים. בעת טעינה, יוני ליתיום נערכים באלקטרוליט. עם זאת, לאלקטרוליטים יש סדרה של חסרונות, כמו דליפה קלה, דליקות ותנודתיות. אלקטרוליטים מורכבים בדרך כלל מממסים אורגניים, הדליקים מאוד ויכולים גם להתפרק לייצור חמצן. לאחר שדולפים ונתקשים בסביבות אוויר או בטמפרטורה גבוהה, הם נוטים לירות או לפיצוץ.

 

בנוסף, במזג אוויר קר, העלייה בצמיגות האלקטרוליט תוביל גם לירידה במוליכות היונים ליתיום, מהירות העברת יונים איטית וביצועי הסוללה. זו הסיבה שהסוללות מתפרקות במהירות בחורף הצפוני. יתר על כן, בסביבות טמפרטורה גבוהה, אלקטרוליטים קלים להתפוצצות ולהתפרק, מה שמשפיע גם על יציבות ובטיחות הסוללה.

 

לשם השוואה, אלקטרוליטים מוצקים הם הרבה יותר בטוחים ויציבים יותר, לא דליקים, לא מאכלים, לא נדיפים, ואין להם בעיות דליפה. הם גם התגברו על תופעת הדנדריטים ליתיום. (דנדריטים ליתיום הם הצטברות קריסטל הנגרמת כתוצאה מטעינה ופריקה. כאשר הם ארוכים מדי, הם יכולים בקלות לנקב את הסרעפת ולגרום למעגלים קצרים.)

 

יתר על כן, אלקטרוליטים מוצקים תופסים פחות מקום בסוללה. ניתן להשיג צפיפות אנרגיה גבוהה יותר. התכונות הכימיות הן גם יציבות יותר, ולא קל להופיע תגובות לוואי, מה שמאריך גם את חיי השירות ואת מספר המחזור של הסוללה.

 

בנוסף, סוללות במצב מוצק יכולות גם לעבוד כרגיל בטווח טמפרטורות רחב, ויכולות לשמור על ביצועים טובים ללא קשר לסביבות טמפרטורה גבוהה או נמוכה. בניגוד לסוללות ליתיום נוזליות, קר מדי או חם מדי ישפיע על הביצועים.

 

לסיכום, סוללות במצב מוצק בטוחות יותר מנוזלסוללות ליתיום, יש צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, חיי שירות ארוכים יותר ויכולת הסתגלות טמפרטורה טובה יותר.