في الوقت الحاضر ، يوجد نوعان أساسيان من بطاريات الليثيوم في السوق: بطاريات الليثيوم السائلة وبطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة. يكمن الاختلاف الرئيسي بين بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة وبطاريات الليثيوم السائلة في إلكتروليتاتها.
مقارنة بين الحالة الصلبة وبطارية الليثيوم السائلة
| خصائص | بطارية ليثيوم الحالة الصلبة | بطارية ليثيوم سائلة |
| الشوارد | تستخدم بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة المنحل بالكهرباء الصلب. | تستخدم بطاريات الليثيوم السائلة الشوارد السائلة |
| كثافة الطاقة والشحن | يمكن أن تحقق إلكتروليتات الحالة الصلبة كثافة طاقة أعلى ومعدلات شحن أسرع | كثافة طاقة أقل وشحن بطيء مقارنة بالحالة الصلبة |
| الموصلية الأيونية | الموصلية الأيونية المنخفضة | الموصلية الأيونية الأعلى |
| كلف | مكلف | فعالة من حيث التكلفة |
| أمان | تتمتع الإلكتروليتات ذات الحالة الصلبة بثابت عازل أعلى ، وموصلية أيونية أقل ، ولكنها توفر استقرارا كيميائيا وحراريا أعلى ، وبالتالي تحسين سلامة البطارية |
الشوارد السائلة عرضة للتسرب والاشتعال والانفجارات ، مما يجعلها أقل أمانا.
|
| قوة | انخفاض طاقة البطارية | طاقة بطارية أعلى |
بطاريات الليثيوم الصلبة
1. الاختلافات:
- المنحل: تستخدم بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة إلكتروليت صلبا بدلا من إلكتروليت سائل. يمكن تصنيع هذا الإلكتروليت الصلب من مواد مثل السيراميك أو البوليمر.
- أمان: تعتبر بطاريات الحالة الصلبة أكثر أمانا لأنها أقل عرضة للهروب الحراري ولديها خطر أقل للتسرب أو الاحتراق.
- كثافة الطاقة: عادة ما تتمتع بطاريات الحالة الصلبة بالقدرة على زيادة كثافة الطاقة ، مما يعني أنها يمكن أن تخزن المزيد من الطاقة في نفس المساحة من المساحة.
2. الايجابيات:
- أمان: هم أقل عرضة للسخونة الزائدة أو اشتعال النيران أو التسرب ، مما يجعلها أكثر أمانا للإلكترونيات الاستهلاكية والسيارات الكهربائية.
- نساء: تميل بطاريات الحالة الصلبة إلى أن يكون لها دورة حياة أطول ، مما يعني أنها يمكن أن تتحمل المزيد من دورات الشحن والتفريغ قبل أن تتحلل.
- كثافة الطاقة العالية: يمكن أن توفر كثافة طاقة أعلى ، وهو أمر بالغ الأهمية للبطاريات التي تدوم طويلا وأكثر قوة.
3. سلبيات:
- كلف: تعد بطاريات الحالة الصلبة حاليا أكثر تكلفة في التصنيع مقارنة ببطاريات الليثيوم السائلة بسبب تعقيدات إنتاج الإلكتروليت الصلب.
- اداء: قد تحتوي بعض بطاريات الحالة الصلبة على موصلية أيونية أقل ، مما قد يؤثر على أدائها من حيث معدلات الشحن والتفريغ.
- قابلية التصنيع: يعد توسيع نطاق إنتاج بطاريات الحالة الصلبة أمرا صعبا ، وقد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تصبح متاحة على نطاق واسع.
بطاريات الليثيوم السائلة
1. الاختلافات:
- المنحل: تستخدم بطاريات الليثيوم السائلة إلكتروليت سائل ، وعادة ما يكون ملح الليثيوم المذاب في مذيب ، مثل بطاريات الليثيوم أيون أو بطاريات الليثيوم بوليمر.
- أمان: يمكن أن تكون بطاريات الليثيوم السائلة أكثر عرضة للمشاكل الحرارية والتسرب ومخاوف السلامة ، مثل خطر الهروب الحراري.
2. الايجابيات:
- كلف: تعد بطاريات الليثيوم السائلة حاليا أكثر فعالية من حيث التكلفة في التصنيع ، مما يجعلها تستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات الاستهلاكية والتطبيقات الأخرى.
- اداء: غالبا ما يكون لديهم موصلية أيونية أعلى ، مما يسمح بالشحن والتفريغ السريع.
- التكنولوجيا الراسخة: بطاريات الليثيوم السائلة هي تقنية ناضجة وراسخة لها سجل حافل.
3. سلبيات:
- أمان: الإلكتروليتات السائلة أكثر عرضة لقضايا السلامة ، بما في ذلك الهروب الحراري ، مما قد يؤدي إلى حرائق أو انفجارات في الحالات القصوى.
- دورة الحياة: قد يكون لبطاريات الليثيوم السائلة دورة حياة أقصر مقارنة ببطاريات الحالة الصلبة ، مما يعني أنها قد تحتاج إلى الاستبدال بشكل متكرر.
- الحجم والوزن: تميل إلى أن تكون أكبر وأثقل بسبب المنحل بالكهرباء السائل ، والذي يمكن أن يحد من خيارات التصميم في بعض التطبيقات.
استنتاج
توفر بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة أمانا أعلى وسرعات شحن أسرع ، لكنها لا تزال تواجه تحديات تقنية مثل مقاومة الواجهة التي تحتاج إلى معالجة. بطاريات الليثيوم السائلة ، على الرغم من انخفاض مستويات الأمان ، أكثر نضجا من حيث التكلفة والأداء ويتم تحسينها وتحسينها باستمرار.
