Halbfeste Batterie
Semi-Solid-State-Batterie ist eine neue Art von Energiespeichertechnologie zwischen traditionellen flüssigen Lithium-Batterien und All-Solid-State-Batterien, deren Elektrolytteil aus gelartigen oder fest-flüssigen Hybrid-Elektrolytmaterialien besteht. Sie behält die Sicherheitseigenschaften von Festkörperbatterien bei, hat aber auch die hohe Energiedichte und die Verarbeitungskompatibilität von Flüssigbatterien. Ihr Elektrolyt ist ein fest-flüssiger Mischzustand (5-15% flüssiger Elektrolyt), der sowohl eine hohe Energiedichte (300-450Wh/kg) als auch eine hohe Sicherheit (Beständigkeit gegen Nadelstiche, Widerstand gegen thermisches Durchgehen) aufweist.
Modell: 3.8V 20Ah Kobalt+Ternär
Maximale kontinuierliche Entladung: 20C
Maximale kontinuierliche Ladung: 4C
Zyklus Lebensdauer: ≥600 mal
Gewicht der Zelle: ~380g
Modell: 3.8V 22Ah Kobalt+Ternär
Maximale kontinuierliche Entladung: 20C
Maximale kontinuierliche Ladung: 4C
Zyklus Lebensdauer: ≥600 mal
Gewicht der Zelle: ~395g
Modell: 3.8V 30Ah Kobalt+Ternär
Maximale kontinuierliche Entladung: 20C
Maximale kontinuierliche Ladung: 5C
Lebensdauer: ≥1000 Mal pro Zyklus
Gewicht der Zelle: ~545g
Modell: 3.2V 31Ah LFP
Maximale kontinuierliche Entladung: 0.5C
Maximale kontinuierliche Ladung: 0.5C
Zyklus Lebensdauer: ≥4000 mal
Gewicht der Zelle: ~580g
Modell: 3.2V 75Ah LFP
Maximale kontinuierliche Entladung: 0.5C
Maximale kontinuierliche Ladung: 0.5C
Zyklus Lebensdauer: ≥4000 mal
Gewicht der Zelle: ~1400g
Modell: 3.2V 30Ah LFP
Maximale kontinuierliche Entladung: 0.5C
Maximale kontinuierliche Ladung: 0.5C
Zyklus Lebensdauer: ≥2000 mal
Gewicht der Zelle: ~585g
Modell: 3.2V 50Ah LFP
Maximale kontinuierliche Entladung: 0.5C
Maximale kontinuierliche Ladung: 0.5C
Zyklus Lebensdauer: ≥2000 mal
Gewicht der Zelle: ~935g
Modell: 3.8V 40Ah Kobalt+Ternär
Maximale kontinuierliche Entladung: 20C
Maximale kontinuierliche Ladung: 5C
Lebensdauer: ≥1000 Mal pro Zyklus
Gewicht der Zelle: ~765g
Anwendungen
Mit einer kompakten und leichten Soft-Pack-Batterie erreichen elektrische Zweiräder eine effiziente Energienutzung, längere Fahrstrecken und mehr Sicherheit und bieten den Fahrern eine zuverlässige Leistung auf belebten Straßen.
Semi-Solid-Batterien versorgen Luftfahrtgeräte mit leichter Energie und hoher Energiedichte und gewährleisten einen sicheren und zuverlässigen Betrieb unter extremen Temperaturen und anspruchsvollen Flugbedingungen.
Semi-Solid-Batterien bieten eine extrem lange Lebensdauer und erhöhte Sicherheit und liefern stabile, zuverlässige Energie für tragbare medizinische Geräte, die einen kontinuierlichen Betrieb und Schutz in kritischen medizinischen Anwendungen gewährleisten.
Die für tragbare Energiespeicher konzipierten halbfesten Batterien bieten leichte, schnell aufladbare und langlebige Energielösungen, die einen stabilen und sicheren Betrieb in verschiedenen mobilen Umgebungen gewährleisten.
Ein Akku mit hoher Entladungsrate versorgt tragbare Werkzeuge mit sofortigem Drehmoment und stabiler Leistung und sorgt für eine zuverlässige Leistung bei schweren Einsätzen, während er gleichzeitig leicht und stoßfest ist.
Eine flexible Softpack-Lithiumbatterie versorgt das tragbare Gerät mit Strom und ermöglicht ein schlankes, leichtes Design, das sich natürlich um das Handgelenk legt. Es sorgt für eine längere Batterielebensdauer bei verbesserter Sicherheit und Haltbarkeit.
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Produktionsablauf einer Semi-Solid-State-Batterie
Aktive Materialien, leitende Mittel und Bindemittel werden gleichmäßig in Lösungsmittel dispergiert, um eine Elektrodenaufschlämmung zu bilden.
Die homogenisierte Aufschlämmung wird auf Aluminiumfolie aufgetragen und getrocknet, um Elektrodenblätter zu bilden.
Die beschichteten Elektroden werden unter kontrolliertem Druck auf eine bestimmte Dicke komprimiert.
Nach der Kalandrierung werden die Elektroden im Vakuum getrocknet, um Restfeuchtigkeit zu entfernen.
Elektrodenbleche werden mit Präzision auf die erforderlichen Abmessungen zugeschnitten.
Anoden, Kathoden und Separatoren sind in "Z"-Konfiguration gestapelt, um Zellkerne zu bilden.
Die mehrlagigen Elektrodenzungen werden ausgerichtet, mit Ultraschall verschweißt und mit Klebeband isoliert.
Die Zellkerne befinden sich in vorgeformten Beuteln aus Aluminiumlaminat mit seitlicher Versiegelung von oben und unten.
Endgültige Entfernung der Feuchtigkeit aus den montierten Zellen vor der Elektrolytbefüllung.
Präzise Injektion von Elektrolytlösung in Trockenzellen.
Erstes Verschließen der Elektrolytinjektionsöffnung.
Elektrochemische Aktivierung zur Bildung einer SEI-Schicht (Solid Electrolyte Interphase) auf der Anode.
Entfernung von Gasblasen und hermetische Abdichtung der Klemmen.
Lade-Entlade-Zyklen zur Kapazitätsmessung und zum Leistungs-Binning.
Validierung von Kapazität, Impedanz und Sicherheit (z. B. Überladung, Kurzschluss) nach strengen Protokollen.
Integriert Zellen in Module oder Packs mit BMS, Verkabelung und Wärmemanagementsystemen.
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FAQs
Eine Semi-Solid-State-Lithium-Batterie ist eine Übergangstechnologie zwischen flüssigen Lithium-Ionen-Batterien und vollständig festen Batterien. Sie verwendet ein hybrides Elektrolytsystem (Feststoffgehalt ≥50%), das feste und flüssige Komponenten kombiniert.
Die wichtigsten Vorteile
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Hohe Energiedichte: Erzielt 275-300 Wh/kg (gegenüber 170-190 Wh/kg bei herkömmlichen Flüssigbatterien).
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Erhöhte Sicherheit: Der reduzierte Flüssigelektrolyt minimiert das Entflammbarkeitsrisiko.
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Produktion Durchführbarkeit: Geringere Kosten als Festkörperbatterien bei höherer technischer Reife.
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Hohe Energiedichte: Verwendung von Graphitanoden (aktuelles Mainstream-Design) und optimierten Elektrodenmaterialien für eine verbesserte Energiespeichereffizienz.
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Kompakte Bauweise: Feste Elektrolyte ersetzen teilweise herkömmliche Separatoren + flüssige Elektrolyte und reduzieren das Volumen um 30%+.
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Überlegene Sicherheit: Unterdrückt das Wachstum von Lithium-Dendriten und bietet eine bessere thermische Stabilität als Flüssigbatterien.
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Elektrisch betriebene Fahrzeuge: Erhöhte Sicherheit und größere Reichweite bei komplexem Einsatz.
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Schwerlast-Drohnen: Leicht und dennoch leistungsstark für anspruchsvolle Flugbedingungen.
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Energiespeichersysteme: Langfristige, stabile Leistung mit Sicherheit auf Netzniveau.
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Unterhaltungselektronik: Höhere Energiedichte für längere Batterielebensdauer.
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Wearables: Kompakte Energielösungen mit starker Sicherheitsleistung.
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