Jan nou koumanse

Nan lane 1800, fizisyen Italyen A. Volta bati pil voltaik la, ki te louvri kòmansman pil pratik ak dekri pou premye fwa enpòtans elektwolit nan aparèy depo enèji elektwochimik. Elektwolit la ka wè kòm yon kouch elektwonikman izolasyon ak ion-kondwi nan fòm likid oswa solid, eleman ant elektwòd negatif ak pozitif. Kounye a, elektwolit ki pi avanse a fèt pa fonn sèl ityòm solid la (egzanp LiPF6) nan sòlvan kabonat òganik ki pa akeuz (egzanp EC ak DMC). Dapre fòm selil jeneral la ak konsepsyon, elektwolit la anjeneral konte pou 8% a 15% nan pwa selil la. Ki sa's plis, enflamabilite li yo ak pi bon ranje tanperati opere nan -10°C rive 60°C anpil anpeche plis amelyorasyon nan dansite enèji batri ak sekirite. Se poutèt sa, fòmilasyon elektwolit inovatè yo konsidere kòm kle pou devlopman nan pwochen jenerasyon nouvo pil.

Chèchè yo ap travay tou pou devlope diferan sistèm elektwolit. Pou egzanp, itilize nan solvang fliyò ki ka reyalize efikas ityòm metal monte bisiklèt, òganik oswa inòganik elektwolit solid ki benefisye nan endistri machin nan ak "pil eta solid" (SSB). Rezon prensipal ki fè se ke si elektwolit solid la ranplase elektwolit likid orijinal la ak dyafram, sekirite a, dansite enèji sèl ak lavi batri a ka siyifikativman amelyore. Apre sa, nou sitou rezime pwogrè rechèch la nan elektwolit solid ak materyèl diferan.

Elektwolit solid inòganik

Inòganik elektwolit solid yo te itilize nan aparèy depo enèji elektwochimik komèsyal yo, tankou kèk batri rechargeable segondè-tanperati Na-S, Na-NiCl2 pil ak prensipal Li-I2 pil. Retounen nan 2019, Hitachi Zosen (Japon) te demontre yon batri sak tout-eta solid de 140 mAh yo dwe itilize nan espas ak teste sou Estasyon Espas Entènasyonal la (ISS). Batri sa a konpoze de yon elektwolit sulfid ak lòt konpozan batri ki pa divilge, li kapab opere ant -40.°C ak 100°C. Nan 2021 konpayi an ap entwodwi yon pi gwo kapasite batri solid nan 1,000 mAh. Hitachi Zosen wè nesesite pou pil solid pou anviwònman piman bouk tankou espas ak ekipman endistriyèl opere nan yon anviwònman tipik. Konpayi an planifye pou double kapasite batri a pa 2025. Men, jiskaprezan, pa gen okenn pwodwi batri nan etajè solid-eta ki ka itilize nan machin elektrik.

Elektwolit òganik semi-solid ak solid

Nan kategori elektwolit solid òganik, Bolloré Lafrans te byen komèsyalize yon elektwolit PVDF-HFP jèl ak yon elektwolit PEO jèl. Konpayi an te lanse tou pwogram pilòt machin pataje nan Amerik di Nò, Ewòp ak Azi pou aplike teknoloji batri sa a nan machin elektrik, men batri polymère sa a pa janm te lajman adopte nan machin pasaje yo. Youn nan faktè ki kontribye nan pòv adopsyon komèsyal yo se ke yo ka sèlman itilize nan tanperati relativman wo (50°C rive 80°C) ak ranje vòltaj ki ba. Kounye a yo itilize pil sa yo nan machin komèsyal yo, tankou kèk otobis nan vil yo. Pa gen okenn ka travay ak pi bon kalite batri elektwolit solid polymère nan tanperati chanm (sa vle di, alantou 25°C).

Kategori semisolid la gen ladan elektwolit trè gluan, tankou melanj sèl-sòlvan, solisyon elektwolit ki gen yon konsantrasyon sèl ki pi wo pase estanda 1 mol/L, ak konsantrasyon oswa pwen saturation ki wo 4 mol/L. Yon enkyetid ak melanj elektwolit konsantre se kontni an relativman wo nan sèl fliyò, ki tou poze kesyon sou kontni an ityòm ak enpak anviwònman an nan elektwolit sa yo. Sa a se paske komèsyalizasyon an nan yon pwodwi ki gen matirite mande pou yon analiz konplè sik lavi. Ak matyè premyè pou elektwolit semi-solid yo prepare tou bezwen senp epi fasilman disponib pou yo ka pi fasil entegre nan machin elektrik.

Elektwolit ibrid

Elektwolit ibrid, ke yo rele tou elektwolit melanje, ka modifye ki baze sou elektwolit ibrid akeuz / òganik sòlvan oswa lè yo ajoute yon solisyon elektwolit likid ki pa akeuz nan yon elektwolit solid, konsidere fabrikasyon ak évolutivité nan elektwolit solid ak kondisyon yo pou teknoloji anpile. Sepandan, elektwolit ibrid sa yo toujou nan etap rechèch la epi pa gen okenn egzanp komèsyal yo.

Konsiderasyon pou devlopman komèsyal nan elektwolit

Pi gwo avantaj ki genyen nan elektwolit solid yo se sekirite segondè ak lavi sik long, men pwen sa yo ta dwe ak anpil atansyon konsidere lè yo evalye altènatif likid oswa elektwolit solid:

• Pwosesis fabrikasyon ak konsepsyon sistèm nan elektwolit solid. Batri kalib laboratwa tipikman konpoze de patikil elektwolit solid ak plizyè santèn mikron epè, kouvwi sou yon bò nan elektwòd yo. Ti selil solid sa yo pa reprezante pèfòmans ki nesesè pou gwo selil (10 a 100Ah), kòm kapasite 10 ~ 100Ah se spesifikasyon minimòm ki nesesè pou pil pouvwa aktyèl yo.
• Elektwolit solid tou ranplase wòl dyafram nan. Kòm pwa li yo ak epesè yo pi gran pase dyafram PP / PE, li dwe ajiste pou reyalize dansite pwa.≥350Wh/kgak dansite enèji≥900Wh/L pou evite anpeche komèsyalizasyon li yo.

Batri se toujou yon risk sekirite nan yon sèten degre. Elektwolit solid, menm si li pi an sekirite pase likid, pa nesesèman ki pa ka pran dife. Gen kèk polymère ak elektwolit inòganik ki ka reyaji avèk oksijèn oswa dlo, pwodui chalè ak gaz toksik ki tou reprezante yon danje dife ak eksplozyon. Anplis selil sèl, plastik, ka ak materyèl pake ka lakòz konbisyon enkontwolab. Se konsa, finalman, yon tès sekirite holistic nan nivo sistèm nesesè.