Литий-керамический твердотельный аккумулятор (LCB) — это такой же элемент питания, как и литий-полимерный, который имеет катод и анод, но вместо полимерного сепаратора для изоляции он использует твердотельный электролит из керамического материала. Применение твёрдого цельнокерамического электролита в корне изменяет химические процессы внутри и убирает множество опасных побочных эффектов готовой батареи.
В отличие от полимерного сепаратора между катодом и анодом, как у литий-ионной или литий-полимерной батарей, в литий-керамическом аккумуляторе используется твердотельный керамический электролит. У него есть масса преимуществ.
Плюсы литий-керамической батареи:
- • доступны любые формы, габариты и дизайнерские решения;
- • толщина готового аккумулятора может быть уменьшена до 0,38 мм;
- • ультратонким батареям доступен динамический изгиб (тысячи раз);
- • позволяет вместо графита на анод наносить литий-металлы (энергоплотность до 833 Вт/л, в 1,5 раза выше, чем у Li-Poly);
- • нет риска утечки (как у жидкого или гелевого электролита);
- • нет легковоспламеняющихся материалов внутри;
- • устойчивость к физическим повреждениям (разрыву, складыванию, удару, протыканию) — продолжает работать даже если отрезать кусок;
- • стойкость к электрическим сбоям (при неисправности защиты от перезаряда свыше 4,35 В не выходит из строя);
- • схема защиты может быть упрощена и удешевлена;
- • работает при экстремальных температурах (+260°С до 10 секунд);
- • безопасно заряжается даже быстрой зарядкой при температуре ниже 0°C (до -20°C);
- • не плавится и не горит (держит +250°C в течение 5 часов, литий-полимерные аккумуляторы плавятся уже при 120°C);
- • все испытания показали взрывобезопасность (отсутствуют химические реакции, приводящие к самовоспламенению, выстреливанию или взрыву).
Минусы литий-керамической батареи:
- • низкая токоотдача (70%-92% от современных литий-полимерных);
- • высокое внутреннее сопротивление;
- • дороговизна производственного процесса (пример существующих заводов есть у тайваньской компании ProLogium);
- • сложность построения инфраструктуры и партнёрских отношений с производителями электроники.
***
На наш взгляд, в Neovolt, лучшим достижением литий-керамических аккумуляторов стала полная безопасность элемента питания. Например, при подаче на него постоянного напряжения 30 В или переменного 220 В без защитной цепи — ничего плохого не произойдёт. В то время как литий-полимерный аккумулятор мгновенно воспламеняется или взрывается при таких испытаниях.
За твердотельными батареями, конечно же, будущее. Но путь коммерческой реализации тернист и сложен, и он уже начат.
О том, почему нам так много говорят об открытиях в мире аккумуляторов и обещают новые типы, но постоянно всё останавливается на исследованиях и презентациях — в нашем специальном материале: «Обещают новый аккумулятор — ни одного не появилось. Почему?»
