مم تتكون بطاريات الحالة الصلبة؟

تتشابه بطاريات الحالة الصلبة في مفهومها مع بطاريات الليثيوم أيون، ولكن بدلاً من استخدام إلكتروليت سائل، فإنها تستخدمإلكتروليت صلبمكوناتها الرئيسية هي:

1. الكاثود (القطب الموجب)

• غالباً ما تستند إلىمركبات الليثيوم، على غرار بطاريات الليثيوم أيون الحالية.

• أمثلة:

  • أكسيد الليثيوم والكوبالت (LiCoO₂)

  • فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO₄)

  • أكسيد الليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)

• تستكشف بعض تصميمات الحالة الصلبة أيضًا الكاثودات ذات الجهد العالي أو تلك القائمة على الكبريت.

2. المصعد (القطب السالب)

• يمكن استخدامهمعدن الليثيوم، والتي تتمتع بكثافة طاقة أعلى بكثير من مصاعد الجرافيت في بطاريات الليثيوم أيون التقليدية.

• احتمالات أخرى:

  • جرافيت(كما هو الحال في البطاريات الحالية)

  • السيليكونالمواد المركبة

  • تيتانات الليثيوم (LTO)لتطبيقات الشحن السريع

3. إلكتروليت صلب

هذا هو الفرق الرئيسي. فبدلاً من أن يكون الوسط الناقل للأيونات سائلاً، يكون صلباً. ومن الأنواع الرئيسية ما يلي:

• السيراميك(أكسيد، كبريتيد، نوع العقيق، نوع البيروفسكايت)

• البوليمرات(بوليمرات صلبة مع أملاح الليثيوم)

• الإلكتروليتات المركبة(مزيج من السيراميك والبوليمرات)

4. فاصل

• في العديد من تصميمات الحالة الصلبة، يعمل الإلكتروليت الصلب أيضًا كفاصل، مما يمنع حدوث دوائر قصر بين المصعد والمهبط.

باختصار:تُصنع بطاريات الحالة الصلبة عادةً منأنود من معدن الليثيوم أو الجرافيت، أالكاثود القائم على الليثيوموإلكتروليت صلب(سيراميك، بوليمر، أو مركب).