الخلايا الصلبة مقابل الخلايا شبه الصلبة: الفروقات الرئيسية

في عالم تكنولوجيا البطاريات المتسارع، غالبًا ما تُستخدم مصطلحات مثل "الحالة الصلبة" و"شبه الصلبة" بالتبادل، مما يؤدي إلى الارتباك. ومع ذلك، سعت الجهود الصناعية الحديثة إلى توضيح هذه الفروق، مع التركيز على الاختلافات الحاسمة في التركيب والسلامة والجدوى التجارية.

الاختلافات الأساسية في تركيبة الإلكتروليت
يكمن التمييز الأساسي في الإلكتروليت. تستخدم بطاريات الحالة الصلبةإلكتروليتات صلبة 100%, مما يلغي المكونات السائلة تمامًا. في المقابل، تحتفظ البطاريات شبه الصلبة (التي يطلق عليها الآن "بطاريات هجينة صلبة سائلة" بموجب المعايير الجديدة)5-10% إلكتروليت سائل . يقلل هذا النهج الهجين من المخاطر مثل التسرب والانهيار الحراري مع الحفاظ على توصيل الأيونات.

المقايضات بين السلامة والأداء
تتفوق بطاريات الحالة الصلبة في السلامة، حيث أن الإلكتروليتات الصلبة غير قابلة للاشتعال ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة - وهو أمر بالغ الأهمية للسيارات الكهربائية (EVs). توفر البطاريات شبه الصلبة حلاً وسطًا، مما يؤدي إلى رفع عتبات الانهيار الحراري من80 درجة مئوية في البطاريات السائلة إلى 93 درجة مئوية, مما يوفر دقائق إضافية حاسمة لأنظمة السلامة للتنشيط.

الاستعداد التجاري والتكلفة
تعمل البطاريات شبه الصلبة بالفعل على تشغيل السيارات الكهربائية مثل Nio ET7 و IM L6، بكثافات طاقة تبلغ300-360 واط ساعة/كجم . تظل بطاريات الحالة الصلبة، على الرغم من أنها تعد بكثافات تزيد عن500 واط ساعة/كجم, محصورة في المختبرات بسبب التكاليف المرتفعة (تصل إلى5 أضعاف تكلفة البطاريات السائلة) والتحديات التصنيعية.

الوضوح التنظيمي والتوقعات المستقبلية
للتغلب على التسويق المضلل، تقوم سلطات السيارات في الصين بتوحيد التصنيفات، وتجميع البطاريات فيفئات الحالة الصلبة، والهجينة الصلبة السائلة، والسائلة . في حين أنه من المتوقع أن تشهد بطاريات الحالة الصلبة اعتمادًا على نطاق صغير بحلول2030, ستسيطر المتغيرات شبه الصلبة كحل عملي على المدى القصير.

الخلاصة
إن فهم هذه الاختلافات أمر حيوي للمستهلكين وأصحاب المصلحة في الصناعة. توفر البطاريات شبه الصلبة تقدمًا تدريجيًا اليوم، في حين تمثل تقنية الحالة الصلبة مستقبلًا تحويليًا - ولكنه بعيد - لتخزين الطاقة.