À l'heure actuelle, la plupart des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie utilisent des batteries au lithium-ion. Bien qu'ils aient une densité d'énergie élevée et une vitesse de charge rapide, ils ont des problèmes de sécurité. Par conséquent, l'industrie développe activement des batteries à semi-conducteurs, espérant qu'ils pourraient remplacer les batteries lithium-ion traditionnelles. Qu'est-ce qu'une batterie à semi-conducteurs? Les batteries à semi-conducteurs sont un type de technologie de batterie. Contrairement aux batteries lithium-ion et aux batteries en polymère lithium-ion couramment utilisées aujourd'hui, les batteries à semi-conducteurs sont des batteries qui utilisent des électrodes solides et des électrolytes solides. En ionique à l'état solide, les batteries à semi-conducteurs sont des batteries qui utilisent des électrodes solides et des électrolytes solides. Les batteries à semi-conducteurs ont généralement une densité de puissance faible et une densité d'énergie élevée. Étant donné que les batteries à semi-conducteurs ont un rapport puissance / poids élevé, ce sont des batteries idéales pour les véhicules électriques. Qu'est-ce qu'une batterie lithium-ion? Les batteries au lithium-ion sont des batteries secondaires (batteries rechargeables) qui reposent principalement sur le mouvement des ions lithium entre les électrodes positives et négatives pour fonctionner. Pendant le processus de charge et de décharge, Li + est intercalé et désintercalé d'avant en arrière entre les deux électrodes: pendant la charge, Li + est désintercalé de l'électrode positive et intercalée dans l'électrode négative à travers l'électrolyte, et l'électrode négative est à l'état riche en lithium; Pendant la décharge, l'inverse est vrai. Les batteries au lithium-ion ont d'abord été développées par Sony Corporation of Japan en 1990. Il intègre des ions de lithium dans du carbone (coke de pétrole et graphite) pour former une électrode négative (les batteries au lithium traditionnelles utilisent un alliage de lithium ou de lithium comme électrode négative). LIXCOO2 est couramment utilisé comme matériau d'électrode positif, LixNio2 et LixMNO4 sont également utilisés, et l'électrolyte est LiPF 6+ carbonate de diéthylène (EC) + diméthyl carbonate (DMC). Quelle est la différence entre les batteries à semi-conducteurs et les batteries au lithium-ion? La principale différence entre les batteries à semi-conducteurs et les batteries au lithium-ion est l'électrolyte. L'électrolyte des ions lithium est liquide et existe sous forme de gel et de polymère, ce qui rend difficile la réduction du poids de la batterie. De plus, l'énergie d'une seule batterie au lithium n'est pas élevée, donc plusieurs batteries doivent être connectées en série, ce qui augmente encore le poids. Le coût de l'ingénierie, de la fabrication et de l'installation de batteries représente une grande partie du coût global des véhicules électriques. En plus du problème de poids, l'électrolyte est également inflammable, instable à des températures élevées et a des problèmes de fuite thermique. Si un accident de voiture se produit, il peut provoquer un feu grave. L'électrolyte est également facile à congeler à basse température, réduisant l'endurance de la batterie. De plus, l'électrolyte corrodera les composants internes de la batterie, et le processus de charge et de décharge produira également des dendrites, ce qui réduira la capacité, les performances et la durée de vie de la batterie. Il n'y a pas d'électrolyte liquide lourd à l'intérieur de la batterie à l'état solide, mais un électrolyte solide sous forme de verre, de céramique ou d'autres matériaux. La structure globale de la batterie à semi-conducteurs est similaire à celle de la batterie lithium-ion traditionnelle, et les méthodes de charge et de décharge sont également similaires, mais comme il n'y a pas de liquide, la batterie est plus compacte à l'intérieur, de plus petite taille et a une densité d'énergie accrue. Si la batterie lithium-ion dans le véhicule électrique est remplacée par une batterie à semi-conducteurs du même volume, la capacité peut théoriquement être augmentée de plus de 2 fois. De plus, le poids de la batterie au lithium à l'état solide est plus léger et le système de surveillance, de refroidissement et d'isolation de la batterie lithium-ion n'est pas nécessaire. Le châssis peut libérer plus d'espace pour la batterie, ce qui augmente considérablement l'endurance du véhicule électrique. De plus, la batterie à semi-conducteurs se charge plus rapidement que la batterie lithium-ion, n'a aucun problème corrosif et a une durée de vie plus longue. En ce qui concerne la température de fonctionnement, la batterie à l'état solide a une stabilité thermique et ne gèlera pas à basse température. Pour les utilisateurs vivant dans des latitudes moyennes et élevées, cela peut assurer l'endurance du véhicule électrique.
