О полутвердотельных аккумуляторах 21700

27 марта 2026 г.

Что такое полутвердотельный аккумулятор 21700?

Полутвердотельный аккумулятор 21700 — это новый тип аккумуляторов, который занимает промежуточное положение между обычными аккумуляторами 21700 (с жидким электролитом) и полностью твердотельными аккумуляторами 21700. В основном используются высококонцентрированные электролиты или гелеобразные электролиты, что позволяет уменьшить количество жидкого электролита. Такая конструкция препятствует росту литиевых дендритов и снижает риск теплового разгона, тем самым повышая безопасность аккумулятора при сохранении высокой удельной энергоемкости и хороших показателей циклической долговечности. По сравнению с обычными аккумуляторами 21700, полутвердые аккумуляторы лучше защищены от протечек, пожаробезопасны и термостабильны, при этом их проще производить и продавать, чем полностью твердотельные аккумуляторы. Полутвердый аккумулятор широко используется в электромобилях (EVS), электроинструментах и системах накопления энергии благодаря своей высокой емкости и плотности энергии.

Какова структура полутвердотельной батареи 21700?

В положительном электроде (катоде) полутвердотельной батареи 21700 обычно используются материалы на основе никеля, кобальта и меди (NCA, LFP или NCM, причем NCA встречается реже), которые обеспечивают высокую удельную емкость и стабильную циклическую производительность. Отрицательный электрод (анод) обычно изготавливается из графита или кремний-углеродного композита для повышения емкости и токоотдачи. Полутвердый электролит заполняет пространство между электродами, обеспечивая ионную проводимость за счет высококонцентрированных солевых растворов или гелеобразной формы. Такая конструкция обеспечивает достаточную ионную проводимость при снижении текучести электролита, что помогает предотвратить тепловой разгон и утечку электролита, повышая безопасность. Сепаратор обычно изготавливается из полиолефиновых материалов толщиной 0,03–0,05 мм с учетом вязкости и характеристик полутвердого электролита. Для повышения термостойкости предпочтительны многослойные композитные пленки из полиэтилена и полипропилена.

В чем преимущества полутвердых аккумуляторов 21700?

1. Повышенная безопасность. Даже при высокой температуре или в экстремальных условиях, например при проколе, полутвердые аккумуляторы 21700 с меньшей вероятностью воспламенятся или взорвутся.

2. Более высокая удельная энергоемкость. Благодаря снижению содержания жидкости и оптимизации структуры электродов удельная энергоемкость увеличивается примерно на 5–10 %, что позволяет увеличить емкость без увеличения размера аккумулятора. Это идеальное решение для электромобилей и высокопроизводительных систем хранения энергии.

3. Увеличенный срок службы. Высококонцентрированные электролиты и гелевые разделители уменьшают количество побочных реакций и замедляют разрушение электродов, обеспечивая 2000–3000 циклов глубокого разряда при нормальных условиях эксплуатации.

4. Хорошая температурная адаптивность. Полутвердые электролиты сохраняют относительно высокую ионную проводимость при низких температурах, превосходя по этому показателю полностью твердотельные аккумуляторы 21700 в условиях низких температур, хотя и немного уступая обычным аккумуляторам 21700 с жидким электролитом.

Проблемы и затраты, связанные с производством полутвердых аккумуляторов 21700.

Производство полутвердых аккумуляторов 21700 — более сложный процесс, требующий тщательного контроля однородности электролита и контакта между электродами, чтобы предотвратить повышение внутреннего сопротивления и снижение токоотдачи. Затраты на производство на 10–20 % выше, чем при производстве обычных аккумуляторов 21700.

Скорость зарядки: полутвердотельный аккумулятор 21700 в сравнении с обычным аккумулятором 21700 и полностью твердотельным аккумулятором 21700.

Полутвердотельные аккумуляторы 21700 обеспечивают более высокую скорость зарядки и разрядки по сравнению с полностью твердотельными аккумуляторами, но немного уступают обычным аккумуляторам 21700 или сопоставимы с ними.

Применение полутвердотельных аккумуляторов 21700.

Эти аккумуляторы в основном используются в электромобилях (EV), беспилотных транспортных средствах (БТС), системах накопления энергии (СНЭ), дронах, системах FPV и т. д. Полутвердотельные аккумуляторы 21700 являются важной переходной технологией между обычными и полностью твердотельными аккумуляторами 21700.