Από τι είναι κατασκευασμένες οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης;

Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης είναι παρόμοιες στην κατασκευή τους με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, αλλά αντί να χρησιμοποιούν υγρό ηλεκτρολύτη, χρησιμοποιούν...στερεός ηλεκτρολύτηςΤα κύρια συστατικά τους είναι:

1. Κάθοδος (Θετικό Ηλεκτρόδιο)

• Συχνά βασίζεται σεενώσεις λιθίου, παρόμοια με τις σημερινές μπαταρίες ιόντων λιθίου.

• Παραδείγματα:

  • Οξείδιο λιθίου-κοβαλτίου (LiCoO₂)

  • Φωσφορικό σίδηρο λιθίου (LiFePO₄)

  • Οξείδιο λιθίου-νικελίου-μαγγανίου-κοβαλτίου (NMC)

• Ορισμένα σχέδια στερεάς κατάστασης διερευνούν επίσης καθόδους υψηλής τάσης ή καθόδους με βάση το θείο.

2. Άνοδος (Αρνητικό Ηλεκτρόδιο)

• Μπορεί να χρησιμοποιηθείμέταλλο λιθίου, η οποία έχει πολύ υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα από τις ανόδους γραφίτη στις συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου.

• Άλλες δυνατότητες:

  • Γραφίτης(όπως στις τρέχουσες μπαταρίες)

  • Πυρίτιοσύνθετα υλικά

  • Τιτανικό λίθιο (LTO)για εφαρμογές γρήγορης φόρτισης

3. Στερεός ηλεκτρολύτης

Αυτή είναι η βασική διαφορά. Αντί για υγρό, το μέσο που μεταφέρει ιόντα είναι στερεό. Οι κύριοι τύποι περιλαμβάνουν:

• Κεραμικά(με βάση το οξείδιο, με βάση το σουλφίδιο, τύπου γρανάτη, τύπου περοβσκίτη)

• Πολυμερή(στερεά πολυμερή με άλατα λιθίου)

• Σύνθετοι ηλεκτρολύτες(συνδυασμός κεραμικών και πολυμερών)

4. Διαχωριστής

• Σε πολλά σχέδια στερεάς κατάστασης, ο στερεός ηλεκτρολύτης λειτουργεί επίσης ως διαχωριστής, αποτρέποντας βραχυκυκλώματα μεταξύ της ανόδου και της καθόδου.

Εν συντομία:Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης συνήθως κατασκευάζονται από έναάνοδος μετάλλου λιθίου ή γραφίτη, ένακάθοδος με βάση το λίθιο, και έναστερεός ηλεκτρολύτης(κεραμικό, πολυμερές ή σύνθετο).