Şu anda, çoğu elektrikli araç ve enerji depolama sistemleri lityum iyon piller kullanmaktadır. Yüksek enerji yoğunluğuna ve hızlı şarj hızına sahip olmalarına rağmen, güvenlik sorunları vardır. Bu nedenle, endüstri geleneksel lityum iyon pillerin yerini alabileceklerini umarak aktif olarak katı hal piller geliştiriyor. Katı hal pil nedir? Katı hal piller bir tür pil teknolojisidir. Bugün yaygın olarak kullanılan lityum iyon piller ve lityum iyon polimer pillerinin aksine, katı hal piller katı elektrotlar ve katı elektrolitler kullanan pillerdir. Katı hal iyoniklerde, katı hal piller katı elektrotlar ve katı elektrolitler kullanan pillerdir. Katı hal piller genellikle düşük güç yoğunluğuna ve yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir. Katı hal piller yüksek güç / ağırlık oranına sahip olduğundan, elektrikli araçlar için ideal pillerdir. Lityum iyon pili nedir? Lityum iyon piller, esas olarak lityum iyonlarının işe yarayacak pozitif ve negatif elektrotlar arasındaki hareketine dayanan ikincil pillerdir (şarj edilebilir piller). Şarj ve deşarj işlemi sırasında, Li+ iki elektrot arasında arındırılır ve ileri geri tanımlanır: Şarj sırasında, Li+ pozitif elektrottan tanımlanır ve negatif elektrot içine elektrolit yoluyla ara verilir ve negatif elektrot lityum açısından zengin bir durumdadır; Deşarj sırasında tam tersi doğrudur. Lityum-iyon piller ilk olarak 1990 yılında Japonya Sony Corporation tarafından geliştirildi. Negatif bir elektrot (geleneksel lityum piller negatif elektrot olarak lityum veya lityum alaşımı kullanır) oluşturmak için lityum iyonlarını karbona (petrol kola ve grafit) yerleştirir. LixCOO2 yaygın olarak pozitif elektrot malzemesi olarak kullanılır, lixnio2 ve lixmno4 de kullanılır ve elektrolit 6+ dietilen karbonat (EC)+dimetil karbonat (DMC) 'dir. Katı hal piller ve lityum iyon piller arasındaki fark nedir? Katı hal piller ve lityum iyon piller arasındaki temel fark elektrolittir. Lityum iyonlarının elektroleti sıvıdır ve jel ve polimer şeklinde bulunur, bu da pilin ağırlığını azaltmayı zorlaştırır. Buna ek olarak, tek bir lityum pil paketinin enerjisi yüksek değildir, bu nedenle seri olarak birden fazla pil paketinin bağlanması gerekir, bu da ağırlığı daha da arttırır. Mühendislik, üretim ve kurulum maliyeti, elektrikli araçların toplam maliyetinin büyük bir kısmını oluşturmaktadır. Ağırlık problemine ek olarak, elektrolit de yanıcıdır, yüksek sıcaklıklarda kararsızdır ve termal kaçak problemleri vardır. Bir trafik kazası meydana gelirse, ciddi bir yangına neden olabilir. Elektrolitin düşük sıcaklıklarda donması da kolaydır ve pilin dayanıklılığını azaltır. Ek olarak, elektrolit pilin iç bileşenlerini aşındıracak ve şarj ve boşaltma işlemi de pilin kapasitesini, performansını ve ömrünü azaltacak dendritler üretecektir. Katı hal pilin içinde ağır sıvı elektrolit yoktur, ancak cam, seramik veya diğer malzemeler şeklinde katı bir elektrolit yoktur. Katı hal pilin genel yapısı geleneksel lityum-iyon pilin yapısına benzer ve şarj ve deşarj yöntemleri de benzerdir, ancak sıvı olmadığı için pil içinde daha fazla kompakttır, daha küçüktür ve enerji yoğunluğunu arttırır. Elektrikli araçtaki lityum iyon pil, aynı hacimde katı hal pil ile değiştirilirse, kapasite teorik olarak 2 kattan fazla artırılabilir. Ayrıca, katı hal lityum pilin ağırlığı daha hafiftir ve lityum iyon pilin izleme, soğutma ve yalıtım sistemi gerekli değildir. Şasi, pil için daha fazla yer açabilir, bu da elektrikli aracın dayanıklılığını büyük ölçüde artırır. Buna ek olarak, katı hal pilin lityum iyon pilinden daha hızlı şarj olur, aşındırıcı problemi yoktur ve daha uzun bir ömrü vardır. Çalışma sıcaklığı ile ilgili olarak, katı hal pil termal stabiliteye sahiptir ve düşük sıcaklıklarda donmaz. Orta ve yüksek enlemlerde yaşayan kullanıcılar için bu, elektrikli aracın dayanıklılığını sağlayabilir.
