מכללות ואוניברסיטאות גרמניות מעריכות את האתגרים והדרישות של סוללת המצב המוצק הכולל, שיטת הטיפול המוצעת בשרשרת העיבוד
著者：Iflowpower – Fornitore di stazioni di energia portatili
אוניברסיטת גרמניה מינכן (TUM) והחוקרים של מכון הלמהולץ (HIU), אוניברסיטת Ulm, מעריכים את האתגרים והדרישות של עיבוד בקנה מידה גדול של כל יוני ליתיום במצב מוצק וסוללות מתכת ליתיום. הם מדווחים על תוצאות המחקר שלהם למומחים ממוסדות מחקר, ספקי חומרים ויצרני רכב. על מנת לצמצם את הפער בין מחקר החומרים לעיבוד שבבי בקנה מידה גדול בתעשייה, הצוות מציע טיפול בשרשרת תהליכים של סוללות מוצק מלא (ASSB) מבוססות סולפיד ותחמוצת, מאלקטרודות ועד לאריזת סוללות ובקרת איכות.
החוקרים ערכו השוואה ספציפית בין התהליכים של סוללת מצב מוצק מלא מבוסס סולפיד וסוללת ליתיום יון קונבנציונלית, ומצהירים, אמנם ניתן להתאים את תהליך ייצור האלקטרודות המרוכבות על ידי כמה טכניקות, אך ייצור שכבת בידוד האלקטרוליטים המוצקים והשילוב של אנודת מתכת הליתיום יהיו תהליך חדש. למרות שיש כיום קיום כללי בתחום האלקטרוניקה, השימוש בתעשייה וברכב, ישנן בעיות רבות בסוללות ליתיום-יון קונבנציונליות, כולל זמינות חומרי גלם, בעיות אבטחה ויכולת אחסון אנרגיה מוגבלת. שנל, חוקרים, אמרו: "כדי לעמוד בדרישות השימוש במכוניות בשנת 2025, 800WH/L יהיו 800WH/L, ויותר מ-300WH/ק"ג זה יותר מאנרגיה.
"סוללת ליתיום-יון קונבנציונלית מורכבת משתי אלקטרודות, מחיצות ואטימות המורכבת מאלקטרוליט נוזלי המורכב מממיסים אורגניים לא לוחמניים ומלחים מוליכים. חוקרים אמרו כי ניתן לאתר בעיות רבות כיום מול סוללות ליתיום-יון לאלקטרוליט נוזלי זה. דליקות הממס גורמת לבעיות הבטיחות ולתגובות הלוואי של הסוללה, והמלח המוליך גורם לדעיכה והזדקנות קיבולת הסוללה.
במהלך עיבוד הסוללה, תהליך מילוי והרטבת האלקטרוליטים ומגוון רחב של תהליכי יציקה. לעומת זאת, בשל היעדר רכיבים דליקים, סוללת המצב המוצק המלא היא בעצם בטוחה יותר, ויכולה לשפר משמעותית את צפיפות האנרגיה. סוללת המצב המוצק המלא משמשת במקום האלקטרוליט הנוזלי, שיכול לשמש כמבודד חשמלי וכמוליך יוני.
SolidPhysicalBarrier יכול גם להשתמש במתכת ליתיום כחומר אנודה על ידי יצירת גביש ענף ערני. לכן, צפיפות האנרגיה הנפחית שלו יכולה להתווסף עד 70% בהשוואה לסוללות גרפיט קונבנציונליות. יתר על כן, היציבות האלקטרוכימית של האלקטרוליט המוצק עלולה לגרום לקיבולת גבוהה (כגון גופרית) או לחומרי קתודה במתח גבוה.
בסך הכל, הצהרות מחקר, למרות שהשיפור והפיתוח המתמשך של רמת החומר צריכים להתבצע כדי להתמודד עם האתגר של יציבות ממשק הסוללה ומוליכות חשמלית, המחקר העתידי אינו חשוב יותר לעלויות החומר והעיבוד, כך שהוא יוכל להשקיע במהירות בשוק. .