Hiện tại, hầu hết các phương tiện điện và hệ thống lưu trữ năng lượng sử dụng pin lithium-ion. Mặc dù chúng có mật độ năng lượng cao và tốc độ sạc nhanh, nhưng chúng có vấn đề về an toàn. Do đó, ngành công nghiệp đang tích cực phát triển pin trạng thái rắn, hy vọng rằng họ có thể thay thế pin lithium-ion truyền thống. Pin trạng thái rắn là gì? Pin trạng thái rắn là một loại công nghệ pin. Không giống như pin lithium-ion và pin polymer lithium-ion thường được sử dụng ngày nay, pin trạng thái rắn là pin sử dụng điện cực rắn và chất điện giải rắn. Trong các ion trạng thái rắn, pin trạng thái rắn là pin sử dụng điện cực rắn và chất điện giải rắn. Pin trạng thái rắn thường có mật độ công suất thấp và mật độ năng lượng cao. Vì pin trạng thái rắn có tỷ lệ công suất trên trọng lượng cao, chúng là pin lý tưởng cho xe điện. Pin lithium-ion là gì? Pin lithium-ion là pin thứ cấp (pin sạc) chủ yếu dựa vào chuyển động của các ion lithium giữa các điện cực dương và âm để hoạt động. Trong quá trình điện tích và xả, Li+ được xen kẽ và khử trùng qua lại giữa hai điện cực: trong quá trình sạc, Li+ được khử trùng từ điện cực dương và xen kẽ vào điện cực âm qua chất điện phân và điện cực âm ở trạng thái giàu lithium; Trong quá trình xuất viện, điều ngược lại là đúng. Pin lithium-ion được Sony Corporation của Nhật Bản phát triển lần đầu tiên vào năm 1990. Nó đưa các ion lithium vào carbon (than cốc và than chì) để tạo thành một điện cực âm (pin lithium truyền thống sử dụng hợp kim lithium hoặc lithium làm điện cực âm). LIXCOO2 thường được sử dụng làm vật liệu điện cực dương, lixnio2 và lixMnO4 cũng được sử dụng và chất điện phân là LIPF 6+ diethylene cacbonat (EC)+dimethyl cacbonat (DMC). Sự khác biệt giữa pin trạng thái rắn và pin lithium-ion là gì? Sự khác biệt chính giữa pin trạng thái rắn và pin lithium-ion là chất điện phân. Các chất điện phân của các ion lithium có chất lỏng và tồn tại dưới dạng gel và polymer, gây khó khăn cho việc giảm trọng lượng của pin. Ngoài ra, năng lượng của một bộ pin lithium duy nhất không cao, do đó, nhiều bộ pin phải được kết nối theo chuỗi, giúp tăng thêm trọng lượng. Chi phí kỹ thuật, sản xuất và lắp đặt bộ pin chiếm một tỷ lệ lớn chi phí chung của xe điện. Ngoài vấn đề trọng lượng, chất điện phân cũng dễ cháy, không ổn định ở nhiệt độ cao và có vấn đề chạy trốn nhiệt. Nếu một tai nạn xe hơi xảy ra, nó có thể gây ra hỏa hoạn nghiêm trọng. Chất điện phân cũng dễ bị đóng băng ở nhiệt độ thấp, giảm độ bền của pin. Ngoài ra, chất điện phân sẽ ăn mòn các thành phần bên trong của pin, và quá trình sạc và xả cũng sẽ tạo ra các sợi nhánh, sẽ làm giảm công suất, hiệu suất và tuổi thọ của pin. Không có chất điện phân chất lỏng nặng bên trong pin trạng thái rắn, nhưng một chất điện phân rắn ở dạng thủy tinh, gốm hoặc các vật liệu khác. Cấu trúc tổng thể của pin trạng thái rắn tương tự như pin lithium-ion truyền thống, và các phương pháp sạc và xả cũng tương tự nhau, nhưng vì không có chất lỏng, pin nhỏ gọn hơn, có kích thước nhỏ hơn và tăng mật độ năng lượng. Nếu pin lithium-ion trong xe điện được thay thế bằng pin trạng thái rắn có cùng thể tích, thì công suất có thể tăng hơn 2 lần. Hơn nữa, trọng lượng của pin lithium trạng thái rắn nhẹ hơn và không cần phải có hệ thống giám sát, làm mát và cách nhiệt của pin lithium-ion. Khung xe có thể giải phóng nhiều không gian hơn cho pin, giúp tăng đáng kể độ bền của xe điện. Ngoài ra, pin trạng thái rắn sạc nhanh hơn pin lithium-ion, không có vấn đề ăn mòn và có tuổi thọ dài hơn. Về nhiệt độ hoạt động, pin trạng thái rắn có độ ổn định nhiệt và sẽ không đóng băng ở nhiệt độ thấp. Đối với người dùng sống ở vĩ độ trung bình và cao, điều này có thể đảm bảo độ bền của xe điện.
