🔋 Neovolt.ru ➡ Блог ➡ Научно-популярное
Последние годы так часто говорят о существовании литий-керамических твердотельных аккумуляторов (LCB), что игнорировать их уже невозможно.
✅ Что это такое, плюсы и минусы, какие перспективы — всё это в сегодняшней небольшой заметке.
Твердотельные LCB (литий-керамические батареи)
Что такое литий-керамический аккумулятор — это такой же элемент питания, который имеет катод и анод, но вместо полимерного сепаратора для изоляции он использует твердотельный электролит из керамического материала, что в корне изменяет химические процессы внутри и убирает множество опасных побочных эффектов.
- Электролит твердотельный керамический (не жидкий и не гелеобразный).
- Сепаратор — отсутствует, вместо него несжимаемый керамический электролит.
В отличие от полимерного сепаратора между катодом и анодом, как у литий-ионной или литий-полимерной батарей, в литий-керамическом аккумуляторе используется твердотельный керамический электролит. У него есть масса преимуществ.
Плюсы литий-керамической батареи
- доступны любые формы, габариты и дизайнерские решения;
- толщина готового аккумулятора может быть уменьшена до 0,38 мм;
- ультратонким батареям доступен динамический изгиб (тысячи раз);
- позволяет вместо графита на анод наносить литий-металлы (энергоплотность до 833 Вт/л, в 1,5 раза выше, чем у Li-Poly);
- нет риска утечки (как у жидкого или гелевого электролита);
- нет легковоспламеняющихся материалов внутри;
- устойчивость к физическим повреждениям (разрыву, складыванию, удару, протыканию) — продолжает работать даже если отрезать кусок;
- стойкость к электрическим сбоям (при неисправности защиты от перезаряда свыше 4,35 В не выходит из строя);
- схема защиты может быть упрощена и удешевлена;
- работает при экстремальных температурах (+260°С до 10 секунд);
- безопасно заряжается даже быстрой зарядкой при температуре ниже 0°C (до -20°C);
- не плавится и не горит (держит +250°C в течение 5 часов, литий-полимерные аккумуляторы плавятся уже при 120°C);
- все испытания показали взрывобезопасность (отсутствуют химические реакции, приводящие к самовоспламенению, выстреливанию или взрыву).
Минусы литий-керамической батареи
- низкая токоотдача (70%-92% от современных литий-полимерных);
- высокое внутреннее сопротивление;
- дороговизна производственного процесса (пример существующих заводов есть у тайваньской компании ProLogium);
- сложность построения инфраструктуры и партнёрских отношений с производителями электроники.
***
Для нас в Neovolt самым поразительным достижением литий-керамических аккумуляторов стала полная безопасность элемента питания. Например, при подаче на него постоянного напряжения 30 В или переменного 220 В без защитной цепи — ничего плохого не произойдёт. В то время как литий-полимерный аккумулятор мгновенно воспламеняется или взрывается при таких испытаниях.
💡 За твердотельными батареями, конечно же, будущее. Но путь коммерческой реализации тернист и сложен, и он уже начат.
О том, почему нам так много говорят об открытиях в мире аккумуляторов и обещают новые типы, но постоянно всё останавливается на исследованиях и презентациях — в нашем специальном материале:
▶ «Обещают новый аккумулятор — ни одного не появилось. Почему?»
Расскажите в комментарии, понравились ли вам плюсы твердотельных литий-керамических аккумуляторов? И какие ещё минусы вы можете назвать помимо перечисленных?