لیتیوم فلزی در مقابل لیتیوم یون: کدام باتری آینده ما را تقویت خواهد کرد؟

باتری های لیتیوم یون (Li-ion) و باتری های لیتیوم فلزی (Li-metal) هر دو به دلیل استفاده از شیمی لیتیوم در دسته گسترده تر "باتری های لیتیوم" قرار دارند.آنها از نظر طراحی به طور قابل توجهی متفاوت هستند.، عملکرد و برنامه های کاربردی.

1.شیمی هسته ای

• لیتیوم یون:
  لیتیومیون هاحرکت بین آنود گرافیتی و کاتود اکسید فلزی (به عنوان مثال، LiCoO2). در طول شارژ، یون ها به آنود گرافیتی متصل می شوند؛ در طول تخلیه، آنها به کاتود باز می گردند.

• لی متال:
  استفادهفلز لیتیوم جامدیون های لیتیوم به شکل لیتیوم فلزی در طول شارژ و در طول تخلیه حل می شوند.

  2.تراکم انرژی

  • لیتیوم یون:
    چگالی انرژی بالا (250 ~ 300 وات / کیلوگرم) ، مناسب برای تلفن های هوشمند و EV را ارائه می دهد.

  • لی متال:
    چگالی انرژی نظری بالاتر(تا 500 وات/کیلوگرم یا بیشتر) زیرا لیتیوم فلزی 10 برابر لیتیوم بیشتر از گرافیت ذخیره می کند.

  3.ایمنی و ثبات

  • لیتیوم یون:
    نسبتاً مستقر است اما در صورت آسیب رساندن به آن خطر فرار حرارتی وجود دارد الکترولیت های مایع قابل اشتعال هستند

  • لی متال:
    بیشتر واکنش نشان میدهفلز لیتیوم سندریت ها (ساختارهای شبیه سوزن) را تشکیل می دهد که می توانند جدا کننده ها را سوراخ کنند و باعث شارژ شوند. برای ایمنی به راه حل های پیشرفته (به عنوان مثال الکترولیت های جامد) نیاز دارد.

  4.طول عمر چرخه

  • لیتیوم یون:
    تکنولوژی بالغ با 500~2000+ چرخه قبل از تخریب قابل توجهی.

  • لی متال:
    تاریخچه زندگی چرخه کوتاه به دلیل رشد دندریت و تجزیه الکترولیت.فلز لی متال در حالت جامدطرح ها به منظور بهبود این موضوع طراحی شده اند.

  5.وضعیت تجاری

  • لیتیوم یون:
    بر الکترونیک مصرفی، خودروهای الکتریکی و ذخیره سازی شبکه حاکم است.

  • لی متال:
    بیشتر آزمایشاتی است. در برخی از کاربردهای خاص (به عنوان مثال، دستگاه های پزشکی، نظامی) استفاده می شود. باتری های فلزی Li-metal در حال توسعه برای EV هستند.

    6.مزیت اصلی لی متال

    چگالی انرژی فوق العاده ی آن می تواند خودروهای الکتریکی با برد طولانی تر و لوازم الکترونیکی سبک تر را امکان پذیر کند.اگر چالش های ایمنی و طول عمر حل شود.

    خلاصه

    ویژگی	لیتیوم یون	لیتیوم فلزی
    آنود	گرافیت	لیتیوم فلزی
    تراکم انرژی	بالا (۲۵۰-۳۰۰ وات/کیلوگرم)	بسیار بالا (500 Wh/kg یا بیشتر)
    امنیت	معتدل (سیال قابل اشتعال)	خطر بالاتری (دندریت)
    طول عمر چرخه	500~2000+ چرخه	بهبود (هنوز تمرکز بر تحقیق و توسعه)
    بلوغ	تولید انبوه	فروش محدود

    هر دو تکنولوژی از پتانسیل الکتروشیمی لیتیوم استفاده می کنند، اما وعده Li-metal به غلبه بر موانع علم مواد بستگی دارد.در حالی که Li-metal مرز ذخیره سازی انرژی نسل بعدی را نشان می دهد.