الليثيوم المعدني مقابل الليثيوم أيون: أي بطارية ستشغل مستقبلنا؟

بطاريات ليثيوم أيون (ليثيوم أيون) وبطاريات الليثيوم المعدن (ليثيوم المعدن) كلاهما يندرج تحت الفئة الأوسع من "بطاريات الليثيوم" بسبب استخدامها للكيمياء الليثيوم.يختلفان بشكل كبير في التصميم، والأداء، والتطبيقات.

1.الكيمياء الأساسية

• ليثيوم أيون:
  الليثيومالأيوناتتتحرك بين أيود الجرافيت وكاثود أكسيد المعدن (على سبيل المثال ، LiCoO2). أثناء الشحن ، تتداخل الأيونات (تدخل) في أيود الجرافيت ؛ أثناء التفريغ ، تعود إلى الكاثود.

• المعدن الالي:
  استخداماتمعدن الليثيوم الصلبيضع أيونات الليثيوم على الأنود كليثيوم معدني أثناء الشحن و يذوب أثناء التفريغ.

  2.كثافة الطاقة

  • ليثيوم أيون:
    يوفر كثافة طاقة عالية (250 ٪ 300Wh / kg) ، مناسبة للهواتف الذكية والسيارات الكهربائية.

  • المعدن الالي:
    كثافة طاقة نظرية أعلى(حتى 500 واط/كيلوغرام أو أكثر) لأن معدن الليثيوم يخزن 10 مرات أكثر من الليثيوم لكل حجم من الجرافيت.

  3.السلامة والاستقرار

  • ليثيوم أيون:
    مستقرة نسبياً لكن هناك خطر من الهروب الحراري إذا تضررت

  • المعدن الالي:
    أكثر تفاعلاً. يتكون معدن الليثيوم من التنفسات (الهياكل الشبيهة بالإبرة) التي يمكن أن تخترق المنفصلات ، مما يسبب دوائر قصيرة. يتطلب حلولا متقدمة (على سبيل المثال ، الكهربائيات الصلبة) للسلامة.

  4.عمر الدورة

  • ليثيوم أيون:
    تكنولوجيا ناضجة مع 500~2000+ دورة قبل التدهور الكبير.

  • المعدن الالي:
    حياة دورة قصيرة تاريخيا بسبب نمو الدندريت وتحلل الإلكتروليت.المعدن الليلي الصلبتهدف التصاميم إلى تحسين هذا.

  5.الوضع التجاري

  • ليثيوم أيون:
    يهيمن على الإلكترونيات الاستهلاكية والسيارات الكهربائية وتخزين الشبكة.

  • المعدن الالي:
    في الغالب تجريبية. تستخدم في بعض التطبيقات المتخصصة (على سبيل المثال، الأجهزة الطبية، العسكرية). البطاريات المعدنية الليلية الصلبة قيد التطوير للسيارات الكهربائية.

    6.الميزة الرئيسية لمعدل اللي

    كثافة الطاقة المرتفعة جداً يمكن أن تسمح للسيارات الكهربائية ذات المدى الطويل والإلكترونيات الخفيفةإذا تم حل مشاكل السلامة وطول العمر.

    ملخص

    السمة	الليثيوم أيون	الليثيوم المعدني
    الأندود	الجرافيت	الليثيوم المعدني
    كثافة الطاقة	مرتفع (250 ∼ 300 واط/كيلوغرام)	مرتفع جداً (500+ Wh/kg)
    السلامة	معتدل (سائل قابل للاشتعال)	مخاطر أعلى (التهابات العضلات)
    عمر الدورة	500~2000+ دورة	تحسين (لا يزال تركيز البحث والتطوير)
    النضج	المنتجة بكميات كبيرة	التسويق المحدود

    كلا التكنولوجيين يستفيدون من إمكانات الليثيوم الكهروكيميائية، ولكن الوعد الليثيوم المعدني يعتمد على التغلب على عقبات علم المواد.بينما يمثل Li-metal حدود تخزين الطاقة من الجيل القادم.