باتری‌های حالت جامد در مقابل باتری‌های نیمه‌جامد: تفاوت‌های کلیدی

در دنیای در حال پیشرفت سریع فناوری باتری، اصطلاحاتی مانند "حالت جامد" و "نیمه جامد" اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند که منجر به سردرگمی می‌شود. با این حال، تلاش‌های اخیر صنعت با هدف روشن کردن این تمایزات، بر تفاوت‌های اساسی در ترکیب، ایمنی و قابلیت دوام تجاری تأکید دارد.

تفاوت‌های اصلی در ترکیب الکترولیت
تمایز اصلی در الکترولیت نهفته است. باتری‌های حالت جامد از الکترولیت‌های 100% جامداستفاده می‌کنند و اجزای مایع را به طور کامل حذف می‌کنند. در مقابل، باتری‌های نیمه جامد (که اکنون تحت استانداردهای جدید به عنوان "باتری‌های هیبریدی جامد-مایع" نامیده می‌شوند)  5 تا 10 درصد الکترولیت مایع را حفظ می‌کنند. این رویکرد ترکیبی، خطراتی مانند نشت و فرار حرارتی را کاهش می‌دهد و در عین حال رسانایی یونی را حفظ می‌کند.

ملاحظات ایمنی و عملکرد
باتری‌های حالت جامد در ایمنی برتری دارند، زیرا الکترولیت‌های جامد غیرقابل اشتعال هستند و در برابر دمای بالا مقاوم هستند—که برای وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) حیاتی است. باتری‌های نیمه جامد یک راه حل میانی ارائه می‌دهند و آستانه فرار حرارتی را از 80 درجه سانتیگراد در باتری‌های مایع به 93 درجه سانتیگرادافزایش می‌دهند و دقایق اضافی حیاتی را برای فعال‌سازی سیستم‌های ایمنی فراهم می‌کنند.

آمادگی تجاری و هزینه
باتری‌های نیمه جامد در حال حاضر وسایل نقلیه الکتریکی مانند Nio ET7 و IM L6 را با چگالی انرژی 300 تا 360 وات ساعت بر کیلوگرم تامین می‌کنند. باتری‌های حالت جامد، اگرچه چگالی‌های بیش از 500 وات ساعت بر کیلوگرمرا نوید می‌دهند، اما به دلیل هزینه‌های بالا (تا 5 برابر باتری‌های مایع) و چالش‌های تولید، همچنان به آزمایشگاه‌ها محدود می‌شوند.

شفافیت نظارتی و چشم‌انداز آینده
برای جلوگیری از بازاریابی گمراه‌کننده، مقامات خودرویی چین در حال استانداردسازی طبقه‌بندی‌ها هستند و باتری‌ها را به دسته‌های حالت جامد، هیبریدی جامد-مایع و مایع گروه‌بندی می‌کنند. در حالی که پیش‌بینی می‌شود باتری‌های حالت جامد تا سال 2030شاهد پذیرش در مقیاس کوچک باشند، انواع نیمه جامد به عنوان راه‌حل عملیاتی نزدیک‌مدت غالب خواهند بود.

نتیجه‌گیری
درک این تفاوت‌ها برای مصرف‌کنندگان و ذینفعان صنعت حیاتی است. باتری‌های نیمه جامد پیشرفت‌های افزایشی را امروزه ارائه می‌دهند، در حالی که فناوری حالت جامد نشان‌دهنده آینده‌ای تحول‌آفرین—اما دور—برای ذخیره انرژی است.