Tällä hetkellä useimmat sähköajoneuvot ja energian varastointijärjestelmät käyttävät litium-ioni-akkuja. Vaikka niillä on korkea energiatiheys ja nopea latausnopeus, heillä on turvallisuusongelmia. Siksi teollisuus kehittää aktiivisesti solid-state-akkuja, toivoen, että ne voivat korvata perinteiset litium-ioni-akut. Mikä on solid-state-akku? Kiinteän tilan paristot ovat eräänlainen akkutekniikka. Toisin kuin nykyään yleisesti käytettyjä litium-ioni-akkuja ja litium-ioni-polymeeriakkuja, solid-state-akut ovat akkuja, joissa käytetään kiinteitä elektrodeja ja kiinteitä elektrolyyttejä. Kiinteän tilan ioniikassa kiinteän tilan paristot ovat akkuja, joissa käytetään kiinteitä elektrodeja ja kiinteitä elektrolyyttejä. Kiinteän tilan paristoilla on yleensä vähätiheystiheys ja korkea energiatiheys. Koska solid-state-paristot ovat suuren ja painon suhde, ne ovat ihanteellisia akkuja sähköajoneuvoille. Mikä on litium-ioni-akku? Litium-ioni-akut ovat toissijaisia akkuja (ladattavia akkuja), jotka luottavat pääasiassa litiumionien liikkeeseen positiivisten ja negatiivisten elektrodien välillä. Varaus- ja purkausprosessin aikana Li+ on interkaloitu ja deterkaloidaan edestakaisin kahden elektrodin välillä: latauksen aikana Li+ disantoidaan positiivisesta elektrodista ja interkaloidaan negatiiviseen elektrodiin elektrolyytin läpi ja negatiivinen elektrodi on litiumirikas tilassa; Vastuuvapauden aikana päinvastainen on totta. Japanin Sony Corporation kehitti litium-ioni-akkuja vuonna 1990. Se upottaa litiumioneja hiileen (öljykoksi ja grafiitti) negatiivisen elektrodin muodostamiseksi (perinteiset litiumparistot käyttävät litiumia tai litiumseosta negatiivisena elektrodina). LIXCOO2: ta käytetään yleisesti positiivisena elektrodimateriaalina, lixnio2 ja lixmnO4: tä käytetään myös, ja elektrolyytti on LIPF 6+ dietyleenikarbonaatti (EC)+dimetyylikarbonaatti (DMC). Mitä eroa solid-state-akkujen ja litium-ioni-akkujen välillä on? Suurin ero solid-state-akkujen ja litium-ioni-akkujen välillä on elektrolyytti. Litiumionien elektrolyytti on nestemäinen ja esiintyy geelin ja polymeerin muodossa, mikä vaikeuttaa akun painon vähentämistä. Lisäksi yhden litium -akun energia ei ole korkea, joten useita akkupaketteja on kytkettävä sarjaan, mikä lisää painoa. Suunnittelukustannukset, valmistus- ja asennuskustannukset akkupakkaukset muodostavat suuren osan sähköajoneuvojen kokonaiskustannuksista. Painoongelman lisäksi elektrolyytti on myös syttyvää, epävakaa korkeissa lämpötiloissa, ja siinä on lämmön karkaavat ongelmat. Jos auto -onnettomuus tapahtuu, se voi aiheuttaa vakavan tulipalon. Elektrolyytti on myös helppo jäädyttää alhaisissa lämpötiloissa, mikä vähentää akun kestävyyttä. Lisäksi elektrolyytti syövyttää akun sisäiset komponentit, ja lataus- ja purkamisprosessi tuottaa myös dendriittejä, jotka vähentävät akun kapasiteettia, suorituskykyä ja käyttöikää. Kiinteän tilan akun sisällä ei ole raskasta nestemäistä elektrolyyttiä, vaan kiinteää elektrolyyttiä lasin, keraamisen tai muiden materiaalien muodossa. Kiinteän tilan akun kokonaisrakenne on samanlainen kuin perinteisen litium-ioni-akun, ja lataus- ja purkamismenetelmät ovat myös samanlaisia, mutta koska nestettä ei ole, akku on kompakti sisäpuolella, pienempi ja on lisääntynyt energiatiheys. Jos sähköajoneuvon litium-ioni-akku korvataan saman äänenvoimakkuuden kiinteän tilan akulla, kapasiteettia voidaan teoreettisesti lisätä yli 2 kertaa. Lisäksi solid-state-litium-akun paino on kevyempi, eikä litium-ioni-akun valvonta-, jäähdytys- ja eristysjärjestelmää. Alusta voi vapauttaa akulle enemmän tilaa, mikä lisää huomattavasti sähköajoneuvon kestävyyttä. Lisäksi solid-state-akku latautuu nopeammin kuin litium-ioni-akku, sillä ei ole syövyttäviä ongelmia, ja sillä on pidempi käyttöikä. Käyttölämpötilan suhteen solid-state-akulla on lämpöstabiilisuus, eikä se jäädytetty alhaisissa lämpötiloissa. Keskipitkillä ja korkeilla leveysasteilla asuville käyttäjille tämä voi varmistaa sähköajoneuvon kestävyyden.
