بطارية الحالة الصلبة

البطارية الصلبة ( SSB ) هي بطارية كهربائية تستخدم إلكتروليتًا صلبًا لتوصيل الأيونات بين الأقطاب ، بدلًا من الإلكتروليتات البوليمرية السائلة أو الهلامية الموجودة في البطاريات التقليدية. [ 3 ] نظريًا، توفر البطاريات الصلبة كثافة طاقة أعلى بكثير من بطاريات الليثيوم أيون أو بطاريات الليثيوم بوليمر التقليدية. [ 4 ] [ 5 ]

رغم اكتشاف الإلكتروليتات الصلبة لأول مرة في القرن التاسع عشر، إلا أن عدة مشاكل حالت دون انتشار استخدامها على نطاق واسع. وقد أدت التطورات التي شهدها أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين إلى تجدد الاهتمام بهذه التقنية، لا سيما في مجال السيارات الكهربائية . وحتى عام 2026 ، لم يصل سوق بطاريات الحالة الصلبة إلى مرحلة التوسع والتسويق التجاري. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

تستخدم بطاريات الحالة الصلبة الليثيوم المعدني في المصعد وأكاسيد أو كبريتيدات الليثيوم في المهبط ، مما يعزز كثافة الطاقة. يعمل الإلكتروليت الصلب كفاصل مثالي يسمح بمرور أيونات الليثيوم فقط. لهذا السبب، يمكن لبطاريات الحالة الصلبة أن تحل العديد من مشاكل بطاريات الليثيوم أيون السائلة المستخدمة حاليًا ، بما في ذلك القابلية للاشتعال، ومحدودية الجهد، وعدم استقرار سطح التلامس بين الإلكتروليت الصلب والبطارية، وضعف أداء دورات الشحن والتفريغ، وضعف المتانة. [ 9 ]

تشمل المواد المقترحة للاستخدام كإلكتروليتات السيراميك (مثل الأكاسيد والكبريتيدات والفوسفات) والبوليمرات الصلبة. وتُستخدم بطاريات الحالة الصلبة في أجهزة تنظيم ضربات القلب وأجهزة تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID ) والأجهزة القابلة للارتداء . [ 10 ] توفر هذه البطاريات أمانًا مُعززًا وكثافة طاقة أعلى. وتشمل التحديات التي تواجه انتشارها على نطاق واسع كثافة الطاقة والقدرة ، والمتانة ، وتكاليف المواد ، والحساسية، والاستقرار. [ 11 ]

تاريخ

أصل

بين عامي 1831 و1834، اكتشف مايكل فاراداي الإلكتروليتات الصلبة، كبريتيد الفضة وفلوريد الرصاص (II) ، مما وضع الأساس لعلم الأيونات في الحالة الصلبة . [ 12 ] [ 13 ] لاحظ فاراداي، من خلال أبحاثه، تحول هذه المركبات الصلبة من عوازل إلى موصلات بعد تسخينها. [ 14 ] ورغم أن هذا الأمر استغرق قرابة قرن من الزمان ليتم الاعتراف به من قبل مايكل أوكيف [ 15 ] في عام 1976، إلا أن هذا التوصيل المختلط الأيوني/الإلكتروني أصبح أول سجل لبطارية الحالة الصلبة. [ 15 ]

بحلول أواخر الخمسينيات، استخدمت العديد من الأنظمة الكهروكيميائية الموصلة للفضة إلكتروليتات صلبة، ولكن على حساب انخفاض كثافة الطاقة وفولتية الخلية، بالإضافة إلى ارتفاع المقاومة الداخلية . [ 16 ] [ 17 ] في عام 1967، أدى اكتشاف أكسيد الألومنيوم بيتا (β-alomina) سريع التوصيل الأيوني لمجموعة واسعة من الأيونات (Li+، Na+، K+، Ag+، وRb+) إلى انطلاق تطوير الأجهزة الكهروكيميائية الصلبة ذات كثافة الطاقة العالية. [ 18 ] [ 17 ] [ 19 ] وكانت أولى هذه الأجهزة خلايا الصوديوم المنصهر/أكسيد الألومنيوم بيتا/الكبريت التي طورتها شركة فورد موتور في الولايات المتحدة، [ 20 ] وشركة NGK في اليابان. [ 17 ] وقد تجلى هذا الحماس في اكتشاف أنظمة جديدة في كل من المواد العضوية، مثل أكسيد البولي إيثيلين ( PEO )، والمواد غير العضوية مثل NASICON. [ 17 ] ومع ذلك، تطلبت العديد من هذه الأنظمة التشغيل في درجات حرارة أعلى من 300  درجة مئوية (أو 572  درجة فهرنهايت) وكانت مكلفة الإنتاج، مما حد من النشر التجاري والتمويل الموجه لجهود البحث في هذا المجال. [ 17 ]

التسعينيات والألفية الجديدة

ظهر في تسعينيات القرن الماضي نوع جديد من الإلكتروليتات الصلبة، طوّره مختبر أوك ريدج الوطني ، وهو أوكسي نتريد الليثيوم والفوسفور (LiPON). وقد استُخدم LiPON بنجاح في صناعة بطاريات الليثيوم أيون ذات الأغشية الرقيقة ، [ 21 ] على الرغم من أن تطبيقاته كانت محدودة بسبب التكلفة المرتبطة بترسيب الإلكتروليت ذي الأغشية الرقيقة، بالإضافة إلى السعات الصغيرة التي يمكن الوصول إليها باستخدام هذا الشكل. [ 22 ] [ 23 ]

العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين

أثبت كامايا وزملاؤه في عام 2011 أول إلكتروليت صلب، وهو Li10GeP2S12 ( LGPS ) ، القادر على تحقيق موصلية أيونية كلية تتجاوز نظيراتها من الإلكتروليتات السائلة عند درجة حرارة الغرفة. [ 24 ] وبهذا التقدم، يمكن للموصلات الأيونية الصلبة الكلية أن تنافس نظيراتها من أيونات الليثيوم من الناحية التقنية.

أجرت شركات السيارات أبحاثًا حول هذه التقنية خلال العقد الثاني من الألفية. أطلقت بولوريه في عام 2011 أسطولًا من سياراتها من طراز بلو كار، مزودة ببطارية ليثيوم بوليمر معدني (LMP) سعتها 30 كيلوواط/ساعة ، مع إلكتروليت بوليمري، تم تصنيعه عن طريق إذابة ملح الليثيوم في بوليمر مشترك من البولي أوكسي إيثيلين . [ 25 ] بدأت تويوتا في عام 2012 إجراء أبحاث حول تطبيقات بطاريات الحالة الصلبة في السيارات. [ 26 ] في الوقت نفسه، بدأت فولكس فاجن شراكة مع شركات تقنية صغيرة متخصصة في هذه التقنية. أعلن باحثون في جامعة كولورادو بولدر في عام 2013 عن تطوير بطارية ليثيوم صلبة، مزودة بمهبط مركب من الحديد والكبريت الصلب، والذي وعد بطاقة أعلى . [ 27 ] وسّعت تويوتا شراكتها الممتدة لعقود مع باناسونيك في عام 2017 لتشمل التعاون في مجال بطاريات الحالة الصلبة. [ 28 ] اعتبارًا من عام 2019، كانت تويوتا تمتلك أكبر عدد من براءات الاختراع المتعلقة ببطاريات الحالة الصلبة. [ 29 ] في السنوات التالية ، أعلنت كل من BMW [ 30 ] وهوندا [ 31 ] وهيونداي [ 32 ] (بالتعاون مع Solid Power وسامسونج ) [ 33 ] [ 34 ] ونيسان [ 35 ] عن جهود بحثية مماثلة في مجال بطاريات الحالة الصلبة .

وبعيداً عن قطاع السيارات، شملت الأبحاث والتطويرات الأخرى في العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين ما يلي: بطاريات الحالة الصلبة للإلكترونيات التي أعلن عنها تشينغ تاو في عام 2018؛ [ 36 ] وبطارية زجاجية صلبة من ابتكار جون غودينوف ، المخترع المشارك لبطاريات الليثيوم أيون، والتي كُشف عنها في عام 2017، وتتميز بإلكتروليت زجاجي وقطب أنود من فلز قلوي يتكون من الليثيوم أو الصوديوم أو البوتاسيوم . [ 37 ]

عقد 2020

أعلنت العديد من الشركات استعدادها لتسويق بطاريات الحالة الصلبة على نطاق جيجاواط/ساعة خلال العقد الحالي، إلا أن جدوى هذه البطاريات أو جاهزية تقنياتها لا تزال غير معروفة. تشمل هذه الإعلانات: برولوجيوم - طاقة إنتاجية تصل إلى جيجاواط/ساعة بحلول عام 2022؛ كوانتوم سكيب - طاقة إنتاجية تصل إلى جيجاواط/ساعة بحلول عام 2024؛ تشينغ تاو - طاقة إنتاجية تصل إلى جيجاواط/ساعة بحلول عام 2020؛ أمبيرا - توفرها تجاريًا بحلول عام 2021؛ باناسونيك وتويوتا - نضج السوق بحلول عام 2025؛ سوليد باور، وبي إم دبليو ، وفورد - نضج السوق بحلول نهاية العقد الحالي؛ ويليون - طاقة إنتاجية تصل إلى جيجاواط/ساعة بحلول عام 2022؛ ستور دوت ؛ هوندا - نضج السوق بحلول عام 2030؛ أيونيك ماتيريالز وهيونداي - نضج السوق في العقد الحالي؛ وغيرها. [ 38 ] لم تُسوّق العديد من هذه الشركات منتجاتها حتى يناير 2026، ولا يزال سوق بطاريات الحالة الصلبة في طور النمو والتسويق. [ 39 ]

أعلنت شركة دونات لاب ، المنبثقة عن شركة فيرج للدراجات النارية الكهربائية، في عام 2026 عن تطويرها أول بطارية صلبة جاهزة للإنتاج التجاري. وقد وجد باحثو ومهندسو البطاريات، الذين حللوا نتائج اختبارات بطارية دونات لاب المنشورة، أنها تتوافق مع نتائج خلايا بطاريات الليثيوم-NMC المتوفرة حاليًا ، ويشير منحنى الجهد بقوة إلى أن التركيب الكيميائي للجهاز هو الليثيوم-NMC. [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] ويتفق خبراء البطاريات الصلبة على أن نتائج أول مجموعتين من الاختبارات التي أجراها مركز VTT لصالح دونات لاب لا قيمة لها من الناحية التجارية، لأنها لا تختبر انخفاض السعة وأداء البطارية ككل . [ 44 ]

مواد

تشمل المواد المرشحة للإلكتروليتات الصلبة ( SSEs) مواد خزفية مثل أورثوسيليكات الليثيوم ، [ 45 ] والزجاج ، [ 37 ] والكبريتيدات ، [ 46 ] و RbAg₄I₅ . [ 47 ] [ 48 ] أما الإلكتروليتات الصلبة الأكسيدية الشائعة فتشمل Li₁.₅Al₀.₅Ge₁.₅ ( PO₄ ) ₃ ( LAGP ) ، و Li₁.₄Al₀.₄Ti₁.₆ ( PO₄ ) ( LATP ) ، و Li₃xLa₂ / - xTiO₃ من نوع البيروفسكايت ( LLTO ) ، وLi₆.₄La₃Zr₁.₄Ta₀.₆O₁₂ من نوع الغارنيت ( LLZO ) مع الليثيوم المعدني. [ 49 ] وكان ترتيب الثبات الحراري للإلكتروليتات الصلبة الأربعة مقابل الليثيوم كالتالي : LAGP < LATP < LLTO < LLZO. تم اقتراح الموصلات الأيونية الفائقة للكلوريد كإلكتروليت صلب واعد آخر. فهي موصلة أيونية وقابلة للتشكيل مثل الكبريتيدات، ولكنها في الوقت نفسه لا تعاني من ضعف استقرار الأكسدة الذي تعاني منه الكبريتيدات. إضافة إلى ذلك، تُعتبر تكلفتها أقل من تكلفة الإلكتروليتات الصلبة من الأكاسيد والكبريتيدات. [ 50 ] يمكن تقسيم أنظمة الإلكتروليت الصلب للكلوريد الحالية إلى نوعين: Li₃MCl₆ [ 51 ] [ 52 ] و Li₂M₂ / ₃Cl₄ . [ 53 ] تشمل عناصر M الإيتريوم، والتيربيوم-اللوتيتيوم، والسكانديوم ، والإنديوم . أما الكاثودات فهي مصنوعة من الليثيوم. وتشمل الأنواع الأخرى LiCoO₂ ، و LiNi₁ / ₃Co₁ / ₃Mn₁ / ₃O₂ ، و LiMn₂O₄ ، و LiNi₀.₈Co₀.₁₅Al₀.₀₅O₂ . تختلف الأنودات بشكل أكبر وتتأثر بنوع الإلكتروليت. ومن الأمثلة على ذلك: الإنديوم ، والسيليكون ، والجرمانيوم ، والسيليكون، وأكسيد القصدير، وأكسيد البورون ، وكبريتيد القصدير ، وكبريتيد الفوسفور ، وكبريتيد الليثيوم ، وكبريتيد الحديد ، وكبريتيد الحديد، وفوسفيد النيكل ، وليثيوم .SiS 3 . [ 54 ]

تُظهر بطاريات الليثيوم-السيراميك تحسينات محتملة مع دمج أنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار (SWCNTs). تُشكل أنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار مسارات توصيل متينة وطويلة المدى بين جزيئات القطب، مما يقلل بشكل فعال من مقاومة القطب ويعزز كثافة الطاقة. [ 55 ]

يُعدّ الليثيوم-الكبريت (Li-S ) أحد المواد الواعدة للكاثود ، حيث تبلغ سعته النوعية النظرية (كجزء من خلية أنود الليثيوم الصلب/Li₂S )  1670 مللي أمبير/غرام، أي "عشرة أضعاف القيمة الفعّالة لـ LiCoO₂ " . إلا أن الكبريت لا يُعدّ كاثودًا مناسبًا لتطبيقات الإلكتروليت السائل نظرًا لذوبانه في معظمها، مما يُقلّل بشكل كبير من عمر البطارية. ويجري حاليًا دراسة الكبريت في تطبيقات الحالة الصلبة. [ 54 ]

ومن بين الكاثودات الواعدة الأخرى، مادة NCM662 (LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 ) ، لا سيما عند تغليفها بـ NiCo2S4 في عملية خلط صوتي رنيني . ينتج عن ذلك مادة تحتفظ بسعة 60.6%، مع الحد الأدنى من التفاعلات الجانبية. [ 56 ]

تتمتع بطاريات الليثيوم-أكسجين بسعة نظرية عالية. تكمن المشكلة الرئيسية في هذه الأجهزة في ضرورة عزل المصعد عن الهواء المحيط، بينما يجب أن يكون المهبط على اتصال به. [ 54 ]

تُظهر بطارية الليثيوم/ فوسفات حديد الليثيوم إمكانات واعدة كتطبيق صلب للمركبات الكهربائية. وقد قدمت دراسة أجريت عام 2010 هذه المادة كبديل آمن للبطاريات القابلة لإعادة الشحن في المركبات الكهربائية، والتي "تتجاوز أهداف USABC-DOE". [ 57 ]

قام دارين إتش إس تان وزملاؤه بتجميع خلية ذات مصعد من السيليكون النقي μSi||SSE||NCM811 باستخدام مصعد μSi (بنسبة نقاء 99.9  % وزناً)، وإلكتروليت صلب (SSE)، ومهبط من أكسيد الليثيوم-النيكل-الكوبالت-المنغنيز (NCM811). أظهر هذا النوع من بطاريات الحالة الصلبة كثافة تيار عالية تصل إلى 5 مللي أمبير/سم² ، ونطاق واسع لدرجة حرارة التشغيل (-20  درجة مئوية إلى 80  درجة مئوية)، وسعة سطحية (للمصعد) تصل إلى 11  مللي أمبير ساعة/سم² ( 2890 مللي أمبير ساعة/غرام). في الوقت نفسه، وبعد 500 دورة شحن وتفريغ عند كثافة تيار 5 مللي أمبير/سم² ، احتفظت البطاريات بنسبة 80% من سعتها، وهو أفضل أداء لبطارية μSi صلبة بالكامل تم الإبلاغ عنه حتى الآن. [ 58 ]

تُظهر الإلكتروليتات الصلبة الكلوريدية إمكانات واعدة مقارنةً بالإلكتروليتات الصلبة الأكسيدية التقليدية، وذلك بفضل موصليتها الأيونية النظرية الأعلى وقابليتها الأفضل للتشكيل. [ 59 ] إضافةً إلى ذلك، تُعزز استقرارية الأكسدة العالية للغاية وليونتها العالية من أدائها. وعلى وجه الخصوص، تُظهر عائلة الإلكتروليتات الصلبة الكلوريدية المختلطة من الليثيوم، Li₂InₓSc₀.₆₆₋ₓCl₄ ، التي طورها تشو وآخرون، موصلية أيونية عالية (2.0 ملي سيمنز/سم ) ضمن نطاق واسع من التركيب. ويعود ذلك إلى إمكانية استخدام الإلكتروليت الصلب الكلوريدي مع مواد الكاثود النشطة غير المطلية، بدلاً من مواد الكاثود النشطة المطلية، بالإضافة إلى موصليته الإلكترونية المنخفضة. [ 60 ] ويمكن إيجاد تركيبات بديلة أرخص للإلكتروليت الصلب الكلوريدي ذات موصلية أيونية أقل، ولكنها لا تزال مثيرة للإعجاب، باستخدام الإلكتروليت الصلب Li₂ZrCl₆ . يتميز هذا الإلكتروليت الصلب الكلوريدي المحدد بموصلية أيونية عالية في درجة حرارة الغرفة (0.81 ملي سيمنز سم -1 )، وقابلية للتشكيل، وتحمل عالٍ للرطوبة. [ 61 ]

نوع البيروفسكايت

في الوقت نفسه، تتمتع مواد البيروفسكايت بإمكانات هائلة للتطبيق في بطاريات الحالة الصلبة. ولتحسين كفاءة مصادر الطاقة التقليدية القائمة على الوقود الأحفوري، والتي تتسم بانخفاضها وتلوثها العالي، طرح العديد من الباحثين فكرة بطاريات الحالة الصلبة، التي تتميز بعمر أطول وكفاءة أعلى. [ 62 ] ومع ذلك، لا تزال بطاريات الحالة الصلبة تعاني من العديد من المخاوف المتعلقة بالسلامة والعيوب، لذا يلجأ الباحثون إلى استخدام العديد من المواد الجديدة لحل هذه المشكلة. ومن هذه المواد مواد البيروفسكايت.

تتميز مواد البيروفسكايت بموصلية أيونية ممتازة، وقدرة تخزين شحنة فائقة، ونشاط كهروكيميائي جيد، مما يجعلها ذات إمكانات هائلة للتطبيق في مجال تخزين الطاقة الكهروكيميائية وتحويلها. تُستخدم هذه المادة في العديد من بطاريات الطاقة الحديثة، مثل بطاريات الحالة الصلبة والخلايا الشمسية. صيغتها العامة هي ABX₃ . في ABX₃ ، يُحاط أيون B بثمانية السطوح لأيون X، بينما يقع أيون A في مركز المكعب. [ 63 ] يتميز فلوريد بيروفسكايت المعادن الانتقالية، كمادة قطب كهربائي من نوع البيروفسكايت، بنطاق جهد عالٍ، وسعة نوعية كبيرة، واستقرار عالٍ. علاوة على ذلك، يُسهّل تركيب فلوريد بيروفسكايت المعادن الانتقالية هجرة الأيونات، وتجعله خصائصه الحركية العامة التي تتحكم فيها السعة الزائفة يتمتع بمعدل نقل شحنة سريع، مما يمنحه خصائص كهروكيميائية جيدة. [ 64 ] لذلك، يتزايد اهتمام الباحثين بهذه المادة. لم يُظهر بحث شان وآخرون إمكانية إدخال أيونات الليثيوم في شبكة أكاسيد البيروفسكايت فحسب، بل أثبت أيضًا إمكانية استخدام أكاسيد البيروفسكايت، بفضل موصليتها الأيونية العالية، كمادة قطب كهربائي. [ 65 ] يتميز فلوريد البيروفسكايت للمعادن الانتقالية بسرعة نقل الشحنة، وكثافة طاقة عالية، واستقرار عالٍ نظرًا لاحتوائه على رابطة فلز-فلور، بالإضافة إلى السالبية الكهربية العالية للفلور. [ 66 ] استخدم جياو وآخرون طريقة التفاعل الحراري المائي لتصنيع فلوريد من نوع البيروفسكايت ذي بنية كروية مجوفة ميكرومترية، وبعد الاختبار، أظهرت هذه المادة معدل احتفاظ جيد، حيث بلغت سعتها 142 مللي أمبير/غرام بعد 1000 دورة عند 0.1 أمبير/غرام. [ 67 ]

الاستخدامات

تُعدّ البطاريات الصلبة مفيدةً في أجهزة تنظيم ضربات القلب ، وتقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) ، والأجهزة القابلة للارتداء ، والمركبات الكهربائية . [ 68 ] [ 69 ]

المركبات الكهربائية

استخدمت المركبات الكهربائية الهجينة والكهربائية القابلة للشحن تقنيات بطاريات متنوعة، بما في ذلك بطاريات الرصاص الحمضية ، وبطاريات هيدريد النيكل المعدني (NiMH) ، وبطاريات أيونات الليثيوم (Li-ion) ، ومكثفات الطبقة المزدوجة الكهربائية (أو المكثفات الفائقة)، [ 70 ] مع هيمنة بطاريات أيونات الليثيوم على السوق نظرًا لكثافة طاقتها العالية . [ 71 ] وتُعدّ بطاريات الحالة الصلبة مرغوبة نظرًا لوزنها الأخف وكثافة طاقتها الأعلى مقارنةً بالبطاريات ذات الإلكتروليتات السائلة، مما قد يزيد من مدى المركبة، ويقلل تكلفتها، ويخفف وزنها، وكلها تحديات رئيسية تواجه المركبات الكهربائية الحالية. [ 72 ]

أعلنت شركة هوندا في عام 2022 أنها تخطط لبدء تشغيل خط تجريبي لإنتاج بطاريات الحالة الصلبة بالكامل في أوائل عام 2024، [ 73 ] وأعلنت شركة نيسان أنها تهدف، بحلول السنة المالية 2028، إلى إطلاق سيارة كهربائية مزودة ببطاريات الحالة الصلبة بالكامل التي سيتم تطويرها داخليًا. [ 74 ]

في يونيو 2023، قامت شركة تويوتا بتحديث استراتيجيتها الخاصة بالسيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات ، معلنة أنها لن تستخدم بطاريات الحالة الصلبة التجارية حتى عام 2027 على الأقل. [ 75 ] [ 76 ]

في يناير 2022، استثمرت مرسيدس-بنز بشكل كبير في شركة برولوجيوم للمشاركة في تطوير الجيل القادم من خلايا بطاريات الحالة الصلبة الخزفية. كما تتعاون الشركة في مجال تكنولوجيا الحالة الصلبة وتخطط لإنشاء ثمانية مصانع ضخمة مع شركاء. وبحلول ديسمبر 2023، استثمرت مرسيدس-بنز في شركة فاكتوريال إنرجي الأمريكية، مما عزز مبادراتها في مجال بطاريات الحالة الصلبة. [ 77 ]

الأجهزة القابلة للارتداء

من المتوقع أن تُسهم خصائص كثافة الطاقة العالية والحفاظ على الأداء العالي حتى في البيئات القاسية في تطوير أجهزة قابلة للارتداء جديدة أصغر حجمًا وأكثر موثوقية من أي وقت مضى. [ 68 ] [ 78 ]

المعدات في الفضاء

في مارس 2021، أعلنت شركة هيتاشي زوسن، المتخصصة في تصنيع البطاريات الصناعية ، عن بطارية صلبة زعمت أنها تتمتع بواحدة من أعلى السعات في هذا المجال، بالإضافة إلى نطاق تشغيل أوسع لدرجات الحرارة، مما يجعلها مناسبة للبيئات القاسية كالفضاء. [ 79 ] [ 80 ] أُطلقت مهمة تجريبية في فبراير 2022، وفي أغسطس، أعلنت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) [ 81 ] أن البطاريات الصلبة قد عملت بنجاح في الفضاء، حيث قامت بتشغيل معدات الكاميرا في وحدة التجارب اليابانية "كيبو" على متن محطة الفضاء الدولية .

الطائرات بدون طيار

نظرًا لأن بطاريات الحالة الصلبة أخف وزنًا وأكثر قوة من بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، فمن المنطقي أن تستفيد منها الطائرات المسيّرة التجارية. وقد لاحظت شركة "فايو إيروسبيس"، المتخصصة في تصنيع وتصميم الطائرات المسيّرة، زيادة في مدة الطيران بعد دمجها في طائرتها المسيّرة G1 طويلة المدى. [ 82 ] ومن مزايا الطائرات المسيّرة الأخرى إمكانية شحن بطاريات الحالة الصلبة بالكامل بسرعة. ففي سبتمبر 2023، أعلنت شركة باناسونيك عن نموذج أولي لبطارية حالة صلبة بالكامل يمكن شحنها من 10% إلى 80% في 3 دقائق. [ 83 ]

الآلات الصناعية

تتميز بطاريات الحالة الصلبة بالكامل بعمرها الطويل ومقاومتها الممتازة للحرارة، ولذلك يُتوقع استخدامها في البيئات القاسية. وقد بدأ بالفعل إنتاج بطاريات ماكسيل الصلبة بالكامل لاستخدامها في الآلات الصناعية.

مولدات الطاقة الشمسية المحمولة

في عام 2023، أصبحت شركة يوشينو أول منتج لمولدات الطاقة الشمسية المحمولة ذات الحالة الصلبة، والتي تتميز بكثافة طاقة أعلى بمقدار 2.5 مرة، وضعف القدرة المقدرة وقدرة خرج التيار المتردد القصوى مقارنةً بمولدات الليثيوم غير الصلبة (NMC، LFP). [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]

التحديات

تكلفة الأغشية الرقيقة

تُعدّ بطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة مكلفة التصنيع [ 87 ] وتعتمد على عمليات تصنيع يصعب توسيع نطاقها، إذ تتطلب معدات ترسيب فراغي باهظة الثمن. [ 21 ] ونتيجةً لذلك، تصبح تكلفة بطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة باهظة للغاية في التطبيقات الاستهلاكية. وقد قُدّر في عام 2012، استنادًا إلى التكنولوجيا السائدة آنذاك، أن تكلفة خلية بطارية الحالة الصلبة بسعة 20 أمبير/ساعة تبلغ 100,000 دولار أمريكي ، وأن السيارة الكهربائية ذات المدى الطويل تحتاج إلى ما بين 800 و1,000 خلية من هذا النوع. [ 21 ] وبالمثل، أعاقت التكلفة اعتماد بطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة في مجالات أخرى، مثل الهواتف الذكية . [ 68 ]

حساسية درجة الحرارة والضغط

قد تشكل عمليات التشغيل في درجات الحرارة المنخفضة تحديًا. [ 87 ] لطالما تميزت بطاريات الحالة الصلبة بأداء ضعيف. [ 27 ]

تتطلب بطاريات الحالة الصلبة ذات الإلكتروليتات الخزفية ضغطًا عاليًا للحفاظ على التلامس مع الأقطاب الكهربائية. [ 88 ] قد تتعرض بطاريات الحالة الصلبة ذات الفواصل الخزفية للكسر نتيجة الإجهاد الميكانيكي. [ 21 ]

في نوفمبر 2022، أعلن فريق بحث ياباني، يتألف من جامعة كيوتو وجامعة توتوري وشركة سوميتومو كيميكال ، أنهم تمكنوا من تشغيل بطاريات الحالة الصلبة بثبات دون تطبيق ضغط  بسعة 230 واط/كجم باستخدام مواد جديدة مبلمرة مشتركة للإلكتروليت. [ 89 ]

في يونيو 2023، أعلن فريق بحثي ياباني من كلية الهندسة بجامعة أوساكا متروبوليتان عن نجاحه في تثبيت الطور عالي الحرارة لمركب Li3PS4 ( α- Li3PS4 ) عند درجة حرارة الغرفة. وقد تحقق ذلك من خلال التسخين السريع لتبلور زجاج Li3PS4 . [ 90 ]

المقاومة البينية

لطالما شكلت المقاومة العالية بين الكاثود والإلكتروليت الصلب مشكلةً مزمنةً في بطاريات الحالة الصلبة بالكامل. [ 91 ] تُنتج تقنيات التكثيف التقليدية المستخدمة في إنتاج بطاريات الليثيوم أيون - كالدرفلة الساخنة والضغط أحادي المحور - مجال ضغط غير منتظم ، وبالتالي إغلاقًا غير منتظم للمسام في الإلكتروليت الصلب . في المقابل، تُطبّق المعدات الحديثة المصممة خصيصًا لبطاريات الحالة الصلبة ، كالضغط المتساوي الساخن ، ضغطًا شبه منتظم في جميع أنحاء الإلكتروليت الصلب ، مما يؤدي إلى تكثيف أكثر تجانسًا ، وبالتالي انخفاض المقاومة الكلية ومقاومة حدود الحبيبات . [ 92 ]

لتحسين فهم آليات التدهور عند الأسطح البينية وداخل المواد، تُستخدم تقنيات تصوير نانوية متقدمة. يُمكّن مجهر القوة الذرية (AFM) من رسم خرائط طبوغرافية لمواد بطاريات الحالة الصلبة على مستوى النانومتر، كاشفًا عن خصائص بنيوية دقيقة مثل الشقوق، ومواقع بدء التشعبات، أو تطور الأطوار البينية. يُوسّع مجهر قوة مسبار كلفن (KPFM) هذه الإمكانية من خلال رسم خرائط لتوزيعات جهد السطح، مما يجعله مفيدًا بشكل خاص لتصوير تراكم الشحنة الموضعية وعدم استقرار الأسطح البينية. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم مجهر القوة الذرية الموصل (C-AFM) لرسم خرائط التوصيل الكهربائي على مستوى النانو عبر الأقطاب الكهربائية والإلكتروليتات الصلبة، مما يساعد على تحديد مناطق الفشل وتقييم تجانس المسارات الأيونية.

عدم استقرار السطح البيني

لطالما شكل عدم استقرار السطح البيني بين القطب والإلكتروليت مشكلة خطيرة في بطاريات الحالة الصلبة. [ 93 ] فبعد تلامس الإلكتروليت الصلب مع القطب، تُنتج التفاعلات الجانبية الكيميائية و/أو الكهروكيميائية عند السطح البيني عادةً سطحًا مُخَمَّلًا، مما يعيق انتشار أيونات الليثيوم عبر هذا السطح. وعند تكرار دورات الشحن والتفريغ بجهد عالٍ، قد تتعرض بعض الإلكتروليتات الصلبة للتدهور التأكسدي.

التغصنات الشجرية

تكوّنت تفرعات معدنية من الليثيوم من المصعد، تخترق الفاصل وتنمو باتجاه المهبط.

تُعدّ مصاعد الليثيوم الصلب في بطاريات الحالة الصلبة بديلاً محتملاً في بطاريات أيونات الليثيوم، وذلك لزيادة كثافة الطاقة ، وتعزيز السلامة، وتسريع عملية الشحن. إلا أن هذه المصاعد عُرضة لتكوّن ونموّ التشعبات الليثيومية ، وهي نموّات معدنية غير منتظمة تخترق الإلكتروليت، مما يؤدي إلى حدوث دوائر قصر كهربائية . ويؤدي هذا القصر إلى تفريغ الطاقة، وارتفاع درجة الحرارة ، وأحيانًا إلى نشوب حرائق أو انفجارات نتيجة للهروب الحراري . [ 94 ] كما تُقلّل التشعبات الليثيومية من كفاءة كولوم . [ 95 ]

لا تزال الآليات الدقيقة لنمو التشعبات موضوعًا للبحث. بدأت دراسات نمو التشعبات المعدنية في الإلكتروليتات الصلبة بدراسة خلايا الصوديوم المنصهر/صوديوم-β-ألومينا/كبريت عند درجات حرارة مرتفعة. في هذه الأنظمة، تنمو التشعبات أحيانًا نتيجة لتمدد الشقوق الدقيقة بسبب وجود ضغط ناتج عن الطلاء عند سطح التماس بين الصوديوم والإلكتروليت الصلب. [ 96 ] ومع ذلك، قد يحدث نمو التشعبات أيضًا نتيجة للتدهور الكيميائي للإلكتروليت الصلب. [ 97 ] يؤدي التكثيف غير المتجانس للدرفلة الساخنة للإلكترود الصلب، بسبب الضغط المطبق غير المنتظم، إلى نقاط بدء تشقق لتكوين التشعبات. [ 98 ]

في الإلكتروليتات الصلبة لأيونات الليثيوم، والتي تبدو مستقرة تجاه معدن الليثيوم، كما تم تصويرها وقياسها باستخدام تجارب المرونة الضوئية، تنتشر التشعبات بشكل أساسي نتيجة لتراكم الضغط عند سطح التماس بين القطب والإلكتروليت الصلب، مما يؤدي إلى امتداد الشقوق. في المقابل، بالنسبة للإلكتروليتات الصلبة غير المستقرة كيميائيًا تجاه المعدن المقابل لها، غالبًا ما يمنع نمو الطور البيني والتشقق اللاحق تشكل التشعبات. [ 99 ]

يمكن الحد من نمو التشعبات في خلايا أيونات الليثيوم الصلبة عن طريق تشغيل الخلايا عند درجة حرارة مرتفعة [ 100 ] ، مما يؤدي إلى انحراف التشعبات وتأخير حدوث قصر الدائرة الناتج عنها. كما ثبت أن الطبقات البينية المقوّمة إلكترونيًا المحتوية على الألومنيوم، والواقعة بين الإلكتروليت الصلب ومصعد الليثيوم المعدني، فعالة في منع نمو التشعبات. [ 101 ]

عطل ميكانيكي

تتمثل إحدى آليات الفشل الشائعة في بطاريات الحالة الصلبة في الفشل الميكانيكي الناتج عن تغيرات الحجم في المصعد والمهبط أثناء الشحن والتفريغ بسبب إضافة وإزالة أيونات الليثيوم من الهياكل المضيفة. [ 102 ]

الكاثود

تتكون الكاثودات عادةً من جزيئات كاثود نشطة ممزوجة بجزيئات SSE للمساعدة في توصيل الأيونات . أثناء شحن/تفريغ البطارية، يتغير حجم جزيئات الكاثود بنسبة قليلة نسبيًا. [ 103 ] يؤدي هذا التغير في الحجم إلى تكوين فراغات بين الجزيئات ، مما يُضعف التلامس بين الكاثود وجزيئات SSE، وينتج عنه فقدان كبير في السعة بسبب تقييد نقل الأيونات. [ 102 ] [ 104 ] [ 105 ]

أحد الحلول المقترحة لهذه المشكلة هو الاستفادة من تباين تغير حجم جزيئات الكاثود. فبما أن العديد من مواد الكاثود لا تشهد تغيرات في الحجم إلا على امتداد اتجاهات بلورية محددة ، فإذا تم تنمية جزيئات الكاثود الثانوية على امتداد اتجاه بلوري لا يتمدد بشكل كبير مع الشحن/التفريغ، فإنه يمكن تقليل تغير حجم الجزيئات إلى أدنى حد. [ 106 ] [ 107 ] حل آخر مقترح هو مزج مواد كاثود مختلفة ذات اتجاهات تمدد متعاكسة بنسبة مناسبة بحيث يكون صافي تغير حجم الكاثود صفرًا. [ 103 ] على سبيل المثال، يُعد كل من LiCoO₂ ( LCO ) وLiNi₀.₉Mn₀.₀₅Co₀.₀₅O₂ ( NMC ) من مواد الكاثود المعروفة لبطاريات أيونات الليثيوم. وقد ثبت أن LCO يتمدد حجمه عند التفريغ ، بينما يتقلص حجم NMC عند التفريغ. وبالتالي، فإن الكاثود المركب من LCO و NMC بنسبة صحيحة يمكن أن يخضع لتغير طفيف في الحجم أثناء التفريغ حيث يتم تعويض انكماش NMC بتمدد LCO.

المصعد

من الناحية المثالية، تستخدم بطارية الحالة الصلبة مصعدًا من معدن الليثيوم النقي نظرًا لسعته العالية للطاقة. مع ذلك، يشهد الليثيوم زيادة كبيرة في الحجم أثناء الشحن، تصل إلى حوالي 5  ميكرومتر لكل 1  مللي أمبير ساعة/سم² من الليثيوم المترسب. [ 102 ] بالنسبة للإلكتروليتات ذات البنية المجهرية المسامية، يؤدي هذا التمدد إلى زيادة الضغط، مما قد يتسبب في زحف معدن الليثيوم عبر مسام الإلكتروليت وقصر الدائرة في الخلية. [ 108 ] يتميز معدن الليثيوم بنقطة انصهار منخفضة نسبيًا تبلغ 453 كلفن وطاقة تنشيط منخفضة للانتشار الذاتي تبلغ 50 كيلوجول/مول، مما يشير إلى ميله الشديد للزحف بشكل ملحوظ عند درجة حرارة الغرفة. [ 109 ] [ 110 ] وقد ثبت أن الليثيوم يخضع لزحف قانون القوة عند درجة حرارة الغرفة، حيث تكون درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي مقارنةً بنقطة الانصهار بحيث يمكن للتشوهات في المعدن أن تخرج من مستوى انزلاقها لتجنب العوائق. يُعطى إجهاد الزحف في ظل زحف قانون القوة بالمعادلة التالية:

σجرهـهـص=(ε˙أج)1/مخبرة(سؤالجمRتي){\displaystyle \sigma _{creep}=\left({\frac {\dot {\varepsilon }}{A_{c}}}\right)^{1/m}\exp {\left({\frac {Q_{c}}{mRT}}\right)}}

أينR{\displaystyle R}ثابت الغازات ،تي{\displaystyle T}هي درجة الحرارة،ε˙{\displaystyle {\dot {\varepsilon }}}معدل الإجهاد أحادي المحور ،σجرهـهـص{\displaystyle \sigma _{creep}}هو إجهاد الزحف ، وبالنسبة لمعدن الليثيومم=6.6{\displaystyle m=6.6}،سؤالج=37كجمoل-1{\displaystyle Q_{c}=37\,\mathrm {kJ} \cdot \mathrm {mol} ^{-1}}،أج-1/م=3×105Pأs-1{\displaystyle A_{c}^{-1/m}=3\times 10^{5}\,\mathrm {Pa} \cdot \mathrm {s} ^{-1}}[ 109 ]

لاستخدام معدن الليثيوم كقطب موجب، يجب توخي الحذر الشديد لتقليل ضغط الخلية إلى قيم منخفضة نسبيًا، في حدود إجهاد الخضوع البالغ 0.8 ميجا باسكال. [ 111 ] يتراوح ضغط التشغيل الطبيعي لقطب الليثيوم المعدني الموجب بين 1 و7 ميجا باسكال. من الاستراتيجيات الممكنة لتقليل الإجهاد على معدن الليثيوم استخدام خلايا مزودة بنوابض ذات ثابت مرونة محدد ، أو التحكم في ضغط الخلية بأكملها. [ 102 ] استراتيجية أخرى قد تتمثل في التضحية بجزء من سعة الطاقة واستخدام قطب موجب من سبيكة معدن الليثيوم ، والتي عادةً ما تتميز بدرجة انصهار أعلى من معدن الليثيوم النقي، مما يقلل من ميلها للزحف. [ 112 ] [ 113 ] [ 114 ] مع أن هذه السبائك تتمدد بشكل ملحوظ عند إدخال الليثيوم فيها، وغالبًا بدرجة أكبر من معدن الليثيوم، إلا أنها تتمتع أيضًا بخصائص ميكانيكية محسّنة تسمح لها بالعمل عند ضغوط تصل إلى 50 ميجا باسكال. [ 115 ] [ 116 ] كما أن لضغط الخلية الأعلى فائدة إضافية تتمثل في إمكانية الحد من تكوّن الفراغات في المهبط. [ 102 ]

المزايا

تحسين كثافة الطاقة

توفر بطاريات الحالة الصلبة إمكانية تحقيق كثافة طاقة أعلى بكثير مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية. ويعود ذلك بشكل رئيسي إلى استخدام مصاعد الليثيوم المعدني، التي تتميز بسعة شحن أعلى بكثير من مصاعد الجرافيت المستخدمة في بطاريات الليثيوم أيون. فعلى مستوى الخلية، تقل كثافة طاقة بطاريات الليثيوم أيون عمومًا عن 300 واط/كجم، بينما تتجاوز كثافة طاقة بطاريات الحالة الصلبة 350 واط/كجم. [ 117 ] وتُعد هذه الزيادة في كثافة الطاقة مفيدة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب بطاريات تدوم لفترة أطول وأكثر إحكامًا، مثل المركبات الكهربائية. [ 118 ]

زيادة في السلامة والاستقرار الحراري

من أهم مزايا بطاريات الحالة الصلبة تحسين مستوى الأمان فيها. فالإلكتروليتات الصلبة تقلل بشكل كبير من خطر الهروب الحراري ، وهو السبب الرئيسي لحرائق البطاريات. ولأن معظم الإلكتروليتات الصلبة غير قابلة للاشتعال، فإن بطاريات الحالة الصلبة أقل عرضة للاشتعال ولا تتطلب أنظمة أمان كثيرة، مما يزيد من كثافة الطاقة على مستوى مجموعة الخلايا. [ 4 ] [ 119 ] [ 118 ] وقد أظهرت الدراسات أن الحرارة المتولدة أثناء الهروب الحراري لا تتجاوز 20-30% مما يُلاحظ في البطاريات التقليدية ذات الإلكتروليتات السائلة. [ 120 ]

نطاقات تشغيل موسعة لدرجة الحرارة والجهد

تتيح الإلكتروليتات الصلبة نطاقًا أوسع من درجات حرارة التشغيل والفولتية، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات عالية الأداء. [ 118 ] يمكن لبطاريات الحالة الصلبة العمل في درجات حرارة أعلى من 60  درجة مئوية، بينما تقتصر قدرة البطاريات التقليدية عمومًا على العمل في نطاق يتراوح بين -20 و60  درجة مئوية. [ 121 ] [ 122 ]

تدعم بطاريات الحالة الصلبة أيضًا تركيبات كيميائية عالية الجهد للكاثود، مثل أكسيد الليثيوم والنيكل والمنغنيز، وفوسفات الليثيوم والنيكل، وفوسفات الليثيوم والكوبالت. وهذا يسمح بتجاوز الجهد 5 فولت (مقارنةً بقطب مرجعي Li/Li + )، بينما لا تستطيع تركيبات الكاثود التقليدية في بطاريات أيونات الليثيوم تجاوز 4.5 فولت (مقارنةً بقطب مرجعي Li/Li + ). [ 118 ] [ 123 ] [ 124 ]

شحن أسرع وكفاءة محسّنة في استخدام المساحة

يُتيح الجمع بين الإلكتروليت الصلب ومصعد الليثيوم المعدني نقلًا أسرع للأيونات، مما يُقلل أوقات الشحن مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون. علاوةً على ذلك، يُمكن دمج الخلايا ثنائية القطب، مما يسمح بتقليل حجم الخلية والحصول على حزم بطاريات أكثر إحكامًا. [ 125 ] وهذا يُحسّن كفاءة الطاقة الإجمالية ويُتيح مرونة في التصميم لتطبيقات متنوعة. [ 126 ]

بطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة

خلفية

اكتشف كييتشي كانيهوري أول بطارية صلبة ذات طبقة رقيقة عام 1986، [ 127 ] وكانت تعتمد على إلكتروليت الليثيوم. لم تكن هذه التقنية كافية لتشغيل الأجهزة الإلكترونية الكبيرة، لذا لم يتم تطويرها بشكل كامل. وظهرت ظاهرة "تعدد الأشكال" إلى جانب الحالات البلورية في بطاريات الليثيوم-غارنيت الصلبة ذات الطبقة الرقيقة عام 2018، [ 128 ] وأثبت موران في عام 2021 أن شركة أمبل قادرة على تصنيع أغشية سيراميكية بأحجام تتراوح بين 1 و20 ميكرومتر. [ 129 ]

بناء

مواد الأنود: يفضل الليثيوم بسبب خصائصه التخزينية، كما أن سبائك الألومنيوم والسيليكون والقصدير مناسبة أيضًا كأنودات.

مواد الكاثود: تتطلب خفة الوزن، وسعة دورية جيدة، وكثافة طاقة عالية. وتشمل عادةً LiCoO₂ ، وLiFePO₄ ، و TiS₂ ، و V₂O₅ ، و LiMnO₂ . [ 119 ]

تقنيات التحضير

بعض الطرق مذكورة أدناه. [ 130 ]

  • الأساليب الفيزيائية:
    1. يُعدّ الترسيب بالرش المغناطيسي (MS) أحد أكثر العمليات استخدامًا في تصنيع الأغشية الرقيقة، وهو يعتمد على الترسيب الفيزيائي للبخار. [ 131 ]
    2. إن ترسيب الحزمة الأيونية (IBD) يشبه الطريقة الأولى، ومع ذلك، لا يتم تطبيق الانحياز ولا يحدث البلازما بين الهدف والركيزة في هذه العملية.
    3. الترسيب بالليزر النبضي (PLD)، الليزر المستخدم في هذه الطريقة لديه نبضات طاقة عالية تصل إلى حوالي 10 8 واط سم −2 .
    4. التبخير الفراغي (VE) هو طريقة لتحضير أغشية رقيقة من السيليكون ألفا. خلال هذه العملية، يتبخر السيليكون ويترسب على ركيزة معدنية. [ 132 ]
  • الطرق الكيميائية:
    1. تُستخدم عملية الترسيب الكهربائي (ED) في تصنيع أغشية السيليكون، وهي تقنية ملائمة ومجدية اقتصادياً. [ 133 ]
    2. الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) هو تقنية ترسيب تسمح بصنع أغشية رقيقة ذات جودة ونقاء عاليتين. [ 134 ]
    3. يُعدّ ترسيب البلازما بتفريغ التوهج (GDPD) عملية فيزيائية كيميائية مختلطة. في هذه العملية، تم رفع درجة حرارة التخليق لتقليل محتوى الهيدروجين الزائد في الأغشية. [ 135 ]

تطوير نظام الأغشية الرقيقة

  • لقد تم استخدام الإلكتروليتات الرقيقة البوليمرية القائمة على الليثيوم والأكسجين والنيتروجين بشكل كامل في بطاريات الحالة الصلبة.
  • تمت دراسة بطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة غير القائمة على الليثيوم، مثل نظام الإلكتروليت الصلب ذي الأغشية الرقيقة من كالكوجينيد الجرمانيوم المُطعّم بالفضة. [ 136 ] كما تمت دراسة نظام الأغشية الرقيقة المُطعّم بالباريوم، والذي قد يصل سمكه إلى 2  ميكرومتر على الأقل. [ 137 ] بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون النيكل مكونًا في الأغشية الرقيقة. [ 138 ]
  • توجد أيضًا طرق أخرى لتصنيع الإلكتروليتات لبطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة، وهي: 1. تقنية الترسيب بالرش الكهروستاتيكي، 2. عملية DSM-Soulfill، و3. استخدام أشرطة نانوية من MoO3 لتحسين أداء بطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة القائمة على الليثيوم. [ 139 ]

المزايا

  • بالمقارنة مع أنواع البطاريات الأخرى، تتميز بطاريات الأغشية الرقيقة بكثافة طاقة عالية، سواءً من حيث الوزن أو الحجم. وتُعد هذه مؤشرات مهمة لقياس أداء البطارية من حيث الطاقة المخزنة. [ 140 ]
  • إضافةً إلى كثافة الطاقة العالية، تتميز بطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة بعمرها الطويل ومرونتها الفائقة ووزنها الخفيف. هذه الخصائص تجعلها مناسبة للاستخدام في مجالات متنوعة مثل المركبات الكهربائية والمنشآت العسكرية والأجهزة الطبية. [ 141 ]

التحديات

  • يُقيَّد أداء وكفاءة هذه البطارية بطبيعة هندستها. ويعتمد التيار المسحوب من بطارية الأغشية الرقيقة بشكل كبير على هندسة وصلات التلامس بين الإلكتروليت/الكاثود والإلكتروليت/الأنود.
  • يؤثر انخفاض سمك الإلكتروليت والمقاومة البينية عند واجهة القطب والإلكتروليت على خرج وتكامل أنظمة الأغشية الرقيقة.
  • أثناء عملية الشحن والتفريغ، يحدث تغير كبير في الحجم مما يؤدي إلى فقدان المادة. [ 140 ]

الابتكار وحماية الملكية الفكرية

شهدت أنشطة البحث وبراءات الاختراع في مجال البطاريات الصلبة نمواً كبيراً ومطرداً بين عامي 2010 و2023.

يشهد مجال براءات اختراع بطاريات الحالة الصلبة تطوراً مستمراً منذ عام 2010، مما يعكس السباق العالمي لتطوير حلول تخزين طاقة أكثر أماناً وكفاءة. وقد سارعت الشركات الكبرى، لا سيما في قطاعي السيارات والإلكترونيات، إلى تسجيل براءات اختراع لحماية الملكية الفكرية لابتكاراتها في هذا المجال. وتتصدر شركة تويوتا قائمة الشركات من حيث عدد براءات الاختراع الممنوحة، تليها إل جي ، وسامسونج ، وموراتا، وباناسونيك . [ 142 ] وقد مُنحت شركة تويوتا اليابانية لصناعة السيارات 8274 براءة اختراع لبطاريات الحالة الصلبة بين عامي 2020 و2023. [ 143 ]

وفقًا لتقرير الويبو لعام 2024 حول اتجاهات التكنولوجيا في مستقبل النقل ، شهدت أنشطة البحث وتسجيل براءات الاختراع في مجال بطاريات الحالة الصلبة نموًا ملحوظًا بين عامي 2010 و2023، ما يجعلها قطاعًا متخصصًا هامًا ضمن مجال تقنيات البطاريات الأوسع. [ 144 ] وقد اكتسب الضغط المتساوي زخمًا في مجال بطاريات الحالة الصلبة. ونمت تسجيلات براءات الاختراع بمعدل نمو سنوي مركب قدره 22% من عام 2017 إلى عام 2024، ليصل عدد براءات الاختراع المتعلقة بدمج بطاريات الحالة الصلبة مع الضغط المتساوي إلى 2110 براءة اختراع حتى نوفمبر 2025. [ 145 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 "セラミックパッケジ型全固体電池・評価用電源モジュールキット|二次電池| Biz.maxell -マクセル" . بيز.ماكسل - マクセル.
  2. "コイン形全固体電池・バイポーラ型全固体電池|二次電池| Biz.maxell - マクセル" . بيز.ماكسل - マクセル.
  3. فاندرفيل، آندي (26 سبتمبر 2017). "ما هي بطارية الحالة الصلبة؟ شرح الفوائد" . وايرد المملكة المتحدة . تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2018 .
  4. 1 2 ريش، مارك س. (20 نوفمبر 2017). "بطاريات الحالة الصلبة تشق طريقها ببطء إلى السوق". C&EN Global Enterprise . 95 (46): 19-21 . doi : 10.1021/cen-09546-bus .
  5. جوشي، أنيرودها؛ ميشرا، ديليب كومار؛ سينغ، راجندرا؛ تشانغ، جيانغفنغ؛ دينغ، يي (2025). "مراجعة شاملة لبطاريات الحالة الصلبة" . الطاقة التطبيقية . 386 125546. Bibcode : 2025ApEn..38625546J . doi : 10.1016/j.apenergy.2025.125546 .
  6. يانيك، يورغن؛ زير، فولفغانغ جي. (2023). "تحديات تسريع تطوير بطاريات الحالة الصلبة". مجلة نيتشر للطاقة . 8 (3): 230-240 . doi : 10.1038/s41560-023-01208-9 .
  7. توماس، فيليكس؛ مهدي، لورين؛ ليمير، جوليان؛ سانتوس، ديوغو إم إف (2024). "التطورات التكنولوجية وتطورات السوق لبطاريات الحالة الصلبة: مراجعة" . المواد . 17 (1) 239. doi : 10.3390/ma17010239 .
  8. ساوانغفروك، مونتري (2026). "بطاريات الحالة الصلبة: المواد والتقنيات والمستقبل". في: غوبتا، رام ك. (محرر). دليل مواد الطاقة . سنغافورة: سبرينغر. ص 365-413 . doi : 10.1007/978-981-95-2947-6_9 . ISBN  978-981-95-2947-6.
  9. بينغ، ويوي؛ يانغ، تشونبنغ؛ باو، يينهوا؛ وانغ، تشنغوي؛ شي، هوا؛ هيتز، إميلي؛ تشنغ، جيان؛ لي، تنغ؛ هو، ليانغبينغ (سبتمبر 2019). "مصعد سيليكوني لبطاريات الحالة الصلبة بالكامل القائمة على العقيق: الواجهات والميكانيكا النانوية". مواد تخزين الطاقة . 21 : 246-252 . Bibcode : 2019EneSM..21..246P . doi : 10.1016/j.ensm.2019.06.024 . S2CID 198825492 . 
  10. جريتباتش، ويلسون؛ لي، جون هـ.؛ ماثياس، والتر؛ إلدريج، مارجري؛ موزر، جيمس ر.؛ شنايدر، آلان أ. (سبتمبر 1971). "بطارية الليثيوم الصلبة: مصدر طاقة كيميائي جديد ومُحسَّن لأجهزة تنظيم ضربات القلب القابلة للزرع" . معاملات IEEE في الهندسة الطبية الحيوية . BME-18 (5): 317-324 . doi : 10.1109/TBME.1971.4502862 . ISSN 0018-9294 . 
  11. ويبنر ، فيرنر (سبتمبر 2003). "هندسة الأجهزة الأيونية ذات الحالة الصلبة". المجلة الدولية للأيونات . 9 ( 5-6 ): 444-464 . doi : 10.1007/BF02376599 . S2CID 108702066. الأجهزة الأيونية ذات الحالة الصلبة مثل البطاريات عالية الأداء... 
  12. فونكه، كلاوس (أغسطس 2013). "الأيونات في الحالة الصلبة: من مايكل فاراداي إلى الطاقة الخضراء - البعد الأوروبي" . مجلة علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة . 14 (4) 043502. Bibcode : 2013STAdM..14d3502F . doi : 10.1088/1468-6996/14/4/043502 . PMC 5090311. PMID 27877585 .  
  13. لي، سيهي (2012). "كيمياء وتصميمات خلايا الحالة الصلبة" (ملف PDF) . وكالة مشاريع البحوث المتقدمة في مجال الطاقة (ARPA-E) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 2 مايو 2017. تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2018 .
  14. فونكه، كلاوس (مارس 2013). "الحالة الصلبة الأيونية: من مايكل فاراداي إلى الطاقة الخضراء - البعد الأوروبي" . مجلة علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة . 14 (4) 043502. doi : 10.1088/1468-6996/14/4/043502 . ISSN 1468-6996 . PMC 5090311. PMID 27877585 .   
  15. 1 2 ماهان، جي دي (1976)، "قضايا نظرية في الموصلات الأيونية الفائقة" ، في ماهان، جيرالد دي؛ روث، والتر إل (محرران)، الموصلات الأيونية الفائقة ، بوسطن، ماساتشوستس: سبرينغر الولايات المتحدة، ص 115-134 ، doi : 10.1007/978-1-4615-8789-7_10 ، ISBN  978-1-4615-8791-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-03-01
  16. أوينز، بون ب.؛ منشي، م.ز.أ. (يناير 1987). "تاريخ بطاريات الحالة الصلبة" (ملف PDF) . مركز المعلومات التقنية الدفاعية . مركز أبحاث التآكل، جامعة مينيسوتا . رمز Bibcode : 1987umn..rept.....O . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 24 فبراير 2020. تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2018 .
  17. 1 2 3 4 5 ويتينغهام، إم. ستانلي (2021-02-01). "الأيونات في الحالة الصلبة: مفتاح اكتشاف بطاريات الليثيوم وهيمنتها: بعض الدروس المستفادة من بيتا-ألومينا وثاني كبريتيد التيتانيوم". نشرة جمعية أبحاث المواد . 46 (2): 168-173 . Bibcode : 2021MRSBu..46..168W . doi : 10.1557/s43577-021-00034-2 . ISSN 1938-1425 . OSTI 1848581. S2CID 233939199 .   
  18. يونغ فانغ يو ياو؛ كومر، جيه تي (1967-09-01). "خصائص التبادل الأيوني ومعدلات الانتشار الأيوني في بيتا-ألومينا". مجلة الكيمياء غير العضوية والنووية . 29 (9): 2453-2475 . doi : 10.1016/0022-1902(67)80301-4 . ISSN 0022-1902 . 
  19. ويتينغهام، إم إس "ألومينا بيتا - مقدمة لثورة في الكيمياء الكهربائية للحالة الصلبة". منشورات المكتب الوطني للمعايير الخاصة . 13 (364): 139-154 .
  20. "بطارية جديدة ذات أداء قوي - USATODAY.com" . usatoday30.usatoday.com . تاريخ الاطلاع: 8 ديسمبر 2022 .
  21. 1 2 3 4 جونز، كيفن س.؛ روداوسكي، نيكولاس ج.؛ أولاديجي، إشعيا؛ بيتس، رولاند؛ فوكس، ريتشارد. "حالة بطاريات الحالة الصلبة" (ملف PDF) . نشرة الجمعية الأمريكية للسيراميك . 91 (2).
  22. لاكوست، جيد د.؛ زاكوتايف، أندري؛ فاي، لينغ (25 فبراير 2021). "مراجعة حول أوكسي نتريد الليثيوم والفوسفور" . مجلة الكيمياء الفيزيائية ج . 125 (7): 3651-3667 . doi : 10.1021/acs.jpcc.0c10001 . ISSN 1932-7447 . OSTI 1772959. S2CID 234022942 .   
  23. ليانغ، شياوبينغ؛ تان، فاي هو؛ وي، فنغ؛ دو، جون (23 فبراير 2019). "التقدم البحثي في ​​بطاريات الليثيوم ذات الأغشية الرقيقة الصلبة بالكامل" . سلسلة مؤتمرات IOP: علوم الأرض والبيئة . 218 (1) 012138. Bibcode : 2019E & ES..218a2138L . doi : 10.1088/1755-1315/218/1/012138 . ISSN 1755-1315 . S2CID 139860728 .  
  24. كامايا، نورياكي؛ هوما، كينجي. ياماكاوا، يويشيرو؛ هيراياما، ماساكي؛ كانو، ريوجي؛ يونيمورا، ماساو؛ كامياما، تاكاشي؛ كاتو، يوكي؛ حماة، شيجينوري؛ كاواموتو، كوجي؛ ميتسوي ، أكيو (يوليو 2011). "موصل الليثيوم فائق التأين" . مواد الطبيعة . 10 (9): 682–686 . بيب كود : 2011NatMa..10..682K . دوى : 10.1038/نمات3066 . ردمك 1476-4660 . بميد 21804556 .  
  25. ماتريكس بي سي جي (23 مارس 2026). "ما هو تاريخ شركة بولور باختصار؟" . ماتريكس بي سي جي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يونيو 2026 .
  26. غريمل، هانز (27 يناير 2014). "تويوتا تُجهّز بطاريات الحالة الصلبة لعقد 2020" . أخبار السيارات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يناير 2018 .
  27. ١ ٢ "بطارية الحالة الصلبة المطورة في جامعة كولورادو بولدر قد تضاعف مدى السيارات الكهربائية" . مركز الأخبار . جامعة كولورادو بولدر . ١٨ سبتمبر ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ٧ نوفمبر ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه في ٧ يناير ٢٠١٨ .
  28. باكلاند، كيفن؛ ساجييكي، هيديكي (13 ديسمبر 2017). "تويوتا تعزز علاقاتها مع باناسونيك في مجال البطاريات في سباق السيارات الكهربائية" . بلومبيرغ تكنولوجي . تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2018 .
  29. بيكر، ديفيد ر. (3 أبريل 2019). "لماذا تستعد تقنية الليثيوم أيون للهيمنة على مستقبل تخزين الطاقة" . www.renewableenergyworld.com . بلومبيرغ . تم الاطلاع عليه في 7 أبريل 2019 .
  30. "شركة سوليد باور تتعاون مع بي إم دبليو لتطوير بطاريات الجيل القادم للسيارات الكهربائية" . رويترز . ١٨ ديسمبر ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٧ يناير ٢٠١٨ .
  31. كروك، أندرو (21 ديسمبر 2017). "هوندا تنضم إلى ركب بطاريات الحالة الصلبة" . عرض ترويجي من سي نت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يناير 2018 .
  32. لامبرت، فريد (6 أبريل 2017). "أفادت التقارير أن شركة هيونداي بدأت الإنتاج التجريبي لبطاريات الحالة الصلبة من الجيل التالي للسيارات الكهربائية" . إلكترِك . تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2018 .
  33. دانيش، بول (12 سبتمبر 2018). "مباشرة من جامعة كولورادو (ولويفيل): بطارية قادرة على تغيير العالم" . بولدر ويكلي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 فبراير 2020 .
  34. "شركة Solid Power تجمع 20 مليون دولار لبناء بطاريات صلبة بالكامل - Quartz" . qz.com . 10 سبتمبر 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 سبتمبر 2018 .
  35. «يقال إن هوندا ونيسان تعملان على تطوير جيل جديد من بطاريات الحالة الصلبة للسيارات الكهربائية» . صحيفة جابان تايمز . وكالة كيودو للأنباء . 21 ديسمبر 2017. تاريخ الاطلاع: 7 يناير 2018 .
  36. لامبرت، فريد (20 نوفمبر 2018). "الصين تبدأ إنتاج بطاريات الحالة الصلبة، مما يدفع كثافة الطاقة إلى مستويات أعلى" . إلكترِك .
  37. 1 2 "مخترع بطاريات الليثيوم أيون يُقدّم تقنية جديدة للشحن السريع وبطاريات غير قابلة للاحتراق" . جامعة تكساس في أوستن . 28 فبراير 2017. تاريخ الاطلاع: 7 يناير 2018 .
  38. "خارطة طريق بطاريات الحالة الصلبة 2035+" (ملف PDF) ، معهد فراونهوفر ، أبريل 2022
  39. كوثاري، سوفرات (5 يناير 2026)، "دراجة نارية تعمل ببطاريات الحالة الصلبة قادمة. هذه المركبات الكهربائية الحالية والمستقبلية مزودة ببطاريات الحالة الصلبة" ، InsideEVs.
  40. توروديتش، آندي (23 فبراير 2026)، "تقرير VTT عن بطارية الحالة الصلبة من مختبر دونات لاب لا يُذكر" ، التصميم الإلكتروني.
  41. زيروث (24 فبراير 2026)، اختبار أول بطارية صلبة في العالم - عبر يوتيوب
  42. السيارات الكلاسيكية الكهربائية وبرنامج Plug Life Television (9 مارس 2026): هل تُعدّ بطارية الحالة الصلبة الجديدة من Donut Lab نهاية البنزين؟ عبر يوتيوب
  43. ^ شوارزر، كريستوف م. (03/03/2026)، “بطارية الدونات: شركة Finnisches Start-up verspricht Wunder” ، Heise Auto.
  44. كوثاري، سوفرات (2026-03-03)، "ما يكشفه اختبار دونات لاب الأخير لبطاريات السيارات الكهربائية ذات الحالة الصلبة" ، InsideEVs.
  45. تشاندلر، ديفيد ل. (12 يوليو 2017). "دراسة تقترح مسارًا لتحسين بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن" . معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . حاول الباحثون التغلب على هذه المشكلات باستخدام إلكتروليت مصنوع من مواد صلبة، مثل بعض أنواع السيراميك.
  46. تشاندلر، ديفيد ل. (2 فبراير 2017). "نحو بطاريات الليثيوم الصلبة بالكامل" . معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . يبحث الباحثون في آليات كبريتيدات الليثيوم، التي تُظهر إمكانات واعدة كإلكتروليتات صلبة.
  47. وانغ، يوتشن؛ أكين، ميرت؛ تشياو، شياوياو؛ يان، تشيوي؛ تشو، شيانغيانغ (سبتمبر 2021). "زيادة كبيرة في كثافة الطاقة لبطارية قابلة لإعادة الشحن تعمل بكامل طاقتها في بيئات عالية الرطوبة" . المجلة الدولية لبحوث الطاقة . 45 (11): 16794-16805 . Bibcode : 2021IJER...4516794W . doi : 10.1002/er.6928 . S2CID 236256757 . 
  48. أكين، ميرت؛ وانغ، يوتشن؛ تشياو، شياوياو؛ يان، تشيوي؛ تشو، شيانغيانغ (سبتمبر 2020). "تأثير الرطوبة النسبية على حركية التفاعل في بطارية الحالة الصلبة بالكامل القائمة على يوديد الفضة والروبيديوم". مجلة Electrochimica Acta . 355 136779. doi : 10.1016/j.electacta.2020.136779 . S2CID 225553692 . 
  49. ^ تشين ، روسونج. نولان، أديلايد م.؛ لو، جيازي؛ وانغ، جونيانغ؛ يو، شيتشيان؛ مو، ييفي؛ تشن، ليكوان. هوانغ، شيويجيه؛ لي هونغ (أبريل 2020). "الثبات الحراري لشوارد الليثيوم الصلبة مع الليثيوم المعدني" . جول . 4 (4): 812– 821. بيب كود : 2020جول...4..812C . دوى : 10.1016/j.joule.2020.03.012 . S2CID 218672049 . 
  50. ^ وانغ ، كاي. رن، تشينغيونغ؛ قو، زنكي؛ دوان، شومين؛ وانغ، جينزهو. تشو فنغ. فو، يوان يوان؛ هاو، جيبنغ؛ تشو، جين فنغ؛ هو لونهوا؛ وانغ، تشين وي؛ لو، ينغ ينغ؛ ما، جي؛ ما تشنغ (ديسمبر 2021). "إلكتروليت صلب من الكلوريد فعال من حيث التكلفة ومقاوم للرطوبة لبطاريات الليثيوم" . اتصالات الطبيعة . 12 (1): 4410. بيب كود : 2021NatCo..12.4410W . دوى : 10.1038/s41467-021-24697-2 . بمك 8292426 . بميد 34285207 .  
  51. ^ لي ، زيونا. ليانغ، جيانوين؛ لو، جينغ؛ نوروزي بانيس، محمد؛ وانغ، تشانغهونغ؛ لي ويهان. دينغ، سيكسو؛ يو، تشوانغ؛ تشاو، فيبنغ؛ هو، يونغفنغ. شام، تسون كونغ؛ تشانغ، لي؛ تشاو، شانغقيان؛ لو، شيجانج؛ هوانغ، هوان؛ لي، روينج؛ أدير، كيجان ر.؛ صن ، شيويليانغ (2019). "إلكتروليت Li 3 InCl 6 المستقر بالهواء مع توافق الجهد العالي لجميع بطاريات الحالة الصلبة". علوم الطاقة والبيئة . 12 (9): 2665– 2671. بيب كود : 2019EnEnS..12.2665L . دوى : 10.1039/C9EE02311A . S2CID 202881108 . 
  52. شليم، رومان؛ موي، سوكسيها؛ برينز، نيلز؛ بانيك، أنانيا؛ شاو-هورن، يانغ؛ زوبيل، ميريام؛ زير، وولفغانغ جي. (فبراير 2020). "التخليق الميكانيكي الكيميائي: أداة لضبط اضطراب مواقع الكاتيونات وخصائص النقل الأيوني للموصلات الأيونية الفائقة Li3MCl6 (M = Y, Er)" . مواد الطاقة المتقدمة . 10 (6) 1903719. Bibcode : 2020AdEnM..1003719S . doi : 10.1002/aenm.201903719 . hdl : 1721.1/128746 . S2CID 213539629 . 
  53. تشو، لايدونغ؛ كوك، تشون يوين؛ شيامسوندر، أبهيناندان؛ تشانغ، تشيانغ؛ وو، شياوهان؛ نزار، ليندا ف. (2020). "موصل أيوني فائق جديد من نوع هالوسبينيل لبطاريات الليثيوم الصلبة عالية الجهد". مجلة الطاقة والعلوم البيئية . 13 (7): 2056-2063 . Bibcode : 2020EnEnS..13.2056Z . doi : 10.1039/D0EE01017K . OSTI 1657953. S2CID 225614485 .  
  54. 1 2 3 تاكادا، كازونوري (فبراير 2013). “التقدم والمستقبل لبطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة”. اكتا ماديا . 61 (3): 759–770 . بيب كود : 2013AcMat..61..759T . دوى : 10.1016/j.actamat.2012.10.034 .
  55. itaizul0011 (24-09-2024). "شراكة بين ProLogium وOCSiAl لتعزيز سلاسل التوريد الأوروبية للبطاريات عالية الأداء" . أخبار البطاريات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-11-2024 .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  56. كيم، يونغ جين؛ راجاجوبال، راجيش؛ كانغ، سونغ؛ ريو، كوانغ سون (16 مارس 2021). " طلاء كبريتيد ثنائي المعدن NiCo2S4 على مهبط LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 لبطاريات الليثيوم الصلبة عالية الأداء" . ACS Omega . 6 (10): 6824–6835 . doi : 10.1021/acsomega.0c05942 . PMC 7970466. PMID 33748596 .  
  57. ↑ دامين، ل.؛ حسون، ج.؛ ماستراغوستينو، م.؛ سكروساتي، ب. (أكتوبر 2010). "بطارية ليثيوم/ليثيوم حديد فوسفات صلبة قابلة لإعادة الشحن لتطبيقات المركبات الكهربائية". مجلة مصادر الطاقة . 195 (19): 6902-6904 . Bibcode : 2010JPS...195.6902D . doi : 10.1016/j.jpowsour.2010.03.089 .
  58. ^ تان ، دارين إتش إس. تشن، يو تينغ؛ يانغ، هادي؛ باو، ووريجومولا؛ سريناريانان، بهجت؛ دو، جان ماري؛ لي، ويكانغ؛ لو، بينجيو؛ هام، سو يون؛ ساياهبور، باهاراك؛ شارف، جوناثان؛ وو، إريك أ. ديشر، غرايسون. هان، هيا يون؛ هاه، هو جين؛ جيونج، هيري؛ لي جيونج بيوم؛ تشن تشنغ. منغ ، ينغ شيرلي (24 سبتمبر 2021). "أنودات السيليكون عالية التحميل الخالية من الكربون والتي تم تمكينها بواسطة إلكتروليتات صلبة من الكبريتيد" . علوم . 373 (6562): 1494– 1499. بيب كود : 2021Sci...373.1494T . doi : 10.1126/ science.abg7217 . PMID 34554780. S2CID 232147704 .  
  59. تانيباتا، ناوتو؛ تاكيموتو، شوتا؛ ناكانو، كوكي؛ تاكيدا، هايامي؛ ناكاياما، ماسانوبو؛ سومي، هيروفومي (2020-08-03). "إلكتروليت صلب كلوريد شبه مستقر ذو قابلية تشكيل عالية لبطاريات الليثيوم المعدنية القابلة لإعادة الشحن ذات الحالة الصلبة بالكامل" . رسائل مواد ACS . 2 (8): 880-886 . Bibcode : 2020ACSML...2..880T . doi : 10.1021/acsmaterialslett.0c00127 . ISSN 2639-4979 . S2CID 225759726 .  
  60. تشو، لايدونغ؛ زو، تونغ تونغ؛ كوك، تشون يوين؛ كيم، سي يونغ؛ أسود، عبد الجليل؛ تشانغ، تشيانغ؛ يانيك، يورغن؛ نزار، ليندا ف. (يناير 2022). "بطاريات ليثيوم أيون سيراميكية صلبة بالكامل بجهد 4 فولت ذات سعة سطحية عالية وعمر دورة طويل بفضل إلكتروليتات الكلوريد الصلبة" . مجلة نيتشر إنرجي . 7 (1): 83-93 . Bibcode : 2022NatEn...7...83Z . doi : 10.1038/s41560-021-00952-0 . ISSN 2058-7546 . OSTI 1869086. S2CID 245654129 .   
  61. ^ وانغ ، كاي. رن، تشينغيونغ؛ قو، زنكي؛ دوان، شومين؛ وانغ، جينزهو. تشو فنغ. فو، يوان يوان؛ هاو، جيبنغ؛ تشو، جين فنغ؛ هو لونهوا؛ وانغ، تشين وي؛ لو، ينغ ينغ؛ ما، جي؛ ما ، تشنغ (2021/07/20). "إلكتروليت صلب من الكلوريد فعال من حيث التكلفة ومقاوم للرطوبة لبطاريات الليثيوم" . اتصالات الطبيعة . 12 (1): 4410. بيب كود : 2021NatCo..12.4410W . دوى : 10.1038/s41467-021-24697-2 . ISSN 2041-1723 . بمك 8292426 . بميد 34285207 .   
  62. ^ لي كونغ. وانغ، تشن يو؛ هو، تشن جيانغ؛ لي، يون جياو؛ ماو، جينغ؛ داي، كي هوا؛ يان، تشنغ. تشنغ ، جون تشاو (2021/09/01). "مراجعة مسبقة لبطارية الحالة الصلبة: التحديات والتقدم والآفاق" . المواد والتقنيات المستدامة . 29 إ00297. بيب كود : 2021SusMT..2900297L . دوى : 10.1016/j.susmat.2021.e00297 . ردمك 2214-9937 . 
  63. أفتاب، سهيمة؛ نواز، تسمية؛ بلال طاهر، محمد (2021). "التطورات الحديثة في مواد البيروفسكايت القائمة على ذاكرة الشكل لتطبيقات تحويل الطاقة وتخزينها" . المجلة الدولية لبحوث الطاقة . 45 (15): 20545-20558 . Bibcode : 2021IJER...4520545A . doi : 10.1002/er.7151 . ISSN 1099-114X . 
  64. لي، يي؛ دينغ، روي (2024-06-01). "فلوريدات البيروفسكايت لتخزين الطاقة الكهروكيميائية وتحويلها: التركيب والأداء والآليات" . نانو إنرجي . 124 109430. Bibcode : 2024NEne..12409430L . doi : 10.1016/j.nanoen.2024.109430 . ISSN 2211-2855 . 
  65. شان، يو جين؛ تشين، لي كوان؛ إيناغوما، يوشيوكي؛ إيتو، ميتسورو؛ ناكامورا، تيتسورو (أبريل 1995). "مهبط أكسيد ذو بنية بيروفسكايت لبطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن" . مجلة مصادر الطاقة . 54 (2): 397-402 . Bibcode : 1995JPS....54..397S . doi : 10.1016/0378-7753(94)02110-O .
  66. هوانغ، يونغ-فا؛ دينغ، روي؛ يينغ، دان-فينغ؛ هوانغ، يو-شي؛ يان، تونغ؛ تان، تساي-ني؛ صن، شيو-جوان؛ ليو، إن-هوي (يوليو 2022). "مكثف فائق جديد لأيونات الليثيوم باستخدام مصعد من فلوريد البيروفسكايت الثلاثي الفارغ لأيونات البوتاسيوم مع آليتي تحويل/إدخال شبه سعوي مزدوجتين" . المعادن النادرة . 41 (7): 2491-2504 . Bibcode : 2022RareM..41.2491H . doi : 10.1007/s12598-022-01979-2 . ISSN 1001-0521 . 
  67. جياو، آي-جون؛ غاو، جيان-فاي؛ هي، تشنغ-هوا؛ هو، جينغ-فنغ؛ كونغ، لينغ-بين (أكتوبر 2022). "فلوريد البيروفسكايت NaNiF3 ذو بنية كروية مجوفة دقيقة كقطب موجب لمكثفات الليثيوم أيون الهجينة" . المعادن النادرة . 41 (10): 3370-3380 . doi : 10.1007/s12598-022-02047-5 . ISSN 1001-0521 . 
  68. 1 2 3 كارلون، كريس (24 أكتوبر 2016). "تقنية البطاريات التي قد تضع حدًا لحرائق البطاريات" . موقع Android Authority . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يناير 2018 .
  69. "هل ستزودنا بطاريات الحالة الصلبة بالطاقة جميعاً؟" . مجلة الإيكونوميست . 16 أكتوبر 2017.
  70. "بطاريات للمركبات الكهربائية الهجينة والكهربائية القابلة للشحن" . مركز بيانات الوقود البديل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يناير 2018 .
  71. "تخزين الطاقة" . المختبر الوطني للطاقة المتجددة . تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2018. اعتمدت العديد من شركات صناعة السيارات بطاريات الليثيوم أيون كخيار مفضل لتخزين الطاقة في المركبات الكهربائية، حيث أنها قادرة على توفير الطاقة المطلوبة وكثافة الطاقة في حزمة صغيرة وخفيفة الوزن نسبيًا.
  72. سباركس، ماثيو (24 أكتوبر 2023). "ما هي بطاريات الحالة الصلبة ولماذا نحتاجها؟" . مجلة نيو ساينتست . تم الاطلاع عليه في 8 نوفمبر 2024 .
  73. "تقنية البطاريات الصلبة بالكامل" . هوندا . أغسطس 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 نوفمبر 2022 .
  74. "تقنية بطاريات عالية الجودة تعزز أداء السيارات الكهربائية بشكل كبير" . نيسان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يونيو 2023 .
  75. كاجياما، يوري (13 يونيو 2023). "شركة تويوتا اليابانية تعلن عن مبادرة لبطاريات الحالة الصلبة بالكامل كجزء من خطة السيارات الكهربائية" . وكالة أسوشيتد برس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يونيو 2023 .
  76. «تويوتا تكشف عن تقنية جديدة ستغير مستقبل السيارات» (بيان صحفي). تويوتا . ١٣ يونيو ٢٠٢٣. تاريخ الاطلاع: ١٧ يونيو ٢٠٢٣ .
  77. "شركة ProLogium المدعومة من مرسيدس قد تطرح أسهمها للاكتتاب العام هذا العام" . electrive.com . تاريخ الاطلاع: 25 نوفمبر 2024 .
  78. براون، هنري (4 مايو 2021). "موراتا ستبدأ قريبًا الإنتاج الضخم لبطاريات الحالة الصلبة" . موقع Gadget Trend . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2021 .
  79. "بطاريات الليثيوم أيون الصلبة بالكامل" . شركة هيتاشي زوسن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2021 .
  80. ^ ريوتارو ساتو (4 مارس 2021). ""تم تطوير بطارية الحالة الصلبة ذات السعة الأعلى في العالم في اليابان" . نيكاي آسيا . تاريخ الاطلاع: 22 فبراير 2023 .
  81. «وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (جاكسا) وشركة هيتاشي زوسن تؤكدان معًا إمكانية شحن وتفريغ بطاريات الليثيوم أيون الصلبة بالكامل في الفضاء، وهو إنجاز عالمي غير مسبوق» . وكالة استكشاف الفضاء اليابانية. 5 أغسطس 2022. تاريخ الاطلاع: 22 فبراير 2023 .
  82. "وصلت بطاريات الحالة الصلبة!" . 5 نوفمبر 2022.
  83. 日経クロステック(xTECH) (2023/10/03). "パナソニックHDが全固体電池、3分で充電可能" .日経クロステック(xTECH) (باللغة اليابانية) . تم الاسترجاع بتاريخ 2023-12-01 .
  84. جميع محطات الطاقة الجديدة في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية 2023!؟ - إيكوفلو، بلوتي، جاكيري، زيندور، يوشينو، يوغرين!، 13 يناير 2023 ، تاريخ الاطلاع 23 سبتمبر 2023
  85. "تقنية الحالة الصلبة" . يوشينو باور . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-09-2023 .
  86. "محطات الطاقة المحمولة من يوشينو" . يوشينو باور . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-09-2023 .
  87. 1 2 جونز، كيفن س. "حالة بطاريات الحالة الصلبة" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2018 .
  88. "إلكتروليت هجين جديد لبطاريات الليثيوم الصلبة" . 21 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2018 .
  89. ""柔固体"型電池の共同開発に成功新素材による高容量化で、次世代電池の早期実用化に貢献" [ تم تحقيقه في تطوير بطارية الحالة الصلبة المرنة: سعة كبيرة بمواد جديدة ] جامعة كيوتو (باللغة اليابانية). 7 نوفمبر 2022 تم الاسترجاع في 9 نوفمبر 2022 .
  90. كيمورا، تاكويا؛ إيناوكا، تاكياكي؛ إيزاوا، ريو؛ ناكانو، تاكومي؛ هوتيهاما، تشي؛ ساكودا، أتسوكي؛ تاتسوميساغو، ماساهيرو؛ هاياشي، أكيتوشي (20 يونيو 2023). "تثبيت α-Li3PS4 عالي الحرارة عن طريق التسخين السريع للزجاج" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 145 (26): 14466-14474 . Bibcode : 2023JAChS.14514466K . doi : 10.1021/jacs.3c03827 . PMID 37340711 . 
  91. لو، شوايفنغ؛ يو، تشنجيانغ؛ ليو، تشينغسونغ؛ وانغ، هان؛ تشن، مينغ؛ وانغ، جياجون (سبتمبر 2020). "التصوير متعدد المقاييس لواجهات بطاريات الحالة الصلبة: من المقياس الذري إلى المقياس العياني" . مجلة الكيمياء . 6 (9): 2199-2218 . Bibcode : 2020Chem....6.2199L . doi : 10.1016/j.chempr.2020.06.030 . S2CID 225406505 . 
  92. تشوي، و.؛ كو، جيه إتش؛ كيم، واي.؛ غوون، إتش.؛ يون، جي.؛ يو، دي.؛ كيم، جيه-إس. (2024). "صياغة معاوقات الأسطح البينية لتصميم كاثودات بطاريات الحالة الصلبة عالية الطاقة وعالية القدرة". مجلة ACS للمواد والتطبيقات . 16 (20): 26066-26078 . Bibcode : 2024AAMI...1626066C . doi : 10.1021/acsami.4c01322 . PMID 38739559 . 
  93. ريتشاردز، ويليام د.؛ ميارا، لينكولن ج.؛ وانغ، يان؛ كيم، جاي تشول؛ سيدر، جيربراند (12 يناير 2016). "استقرار السطح البيني في بطاريات الحالة الصلبة". كيمياء المواد . 28 (1): 266-273 . doi : 10.1021/acs.chemmater.5b04082 . hdl : 1721.1/101875 . S2CID 14077506 . 
  94. وانغ، شو؛ تسنغ، وي؛ هونغ، ليانغ؛ شو، وينوين؛ يانغ، هاوكاي؛ وانغ، فان؛ دوان، هويغاو؛ تانغ، مينغ؛ جيانغ، هانكينغ (مارس 2018). "آلية نمو التشعبات الليثيومية المدفوعة بالإجهاد وتخفيفها عن طريق الطلاء الكهربائي على ركائز لينة". مجلة نيتشر للطاقة . 3 (3): 227-235 . Bibcode : 2018NatEn...3..227W . doi : 10.1038/s41560-018-0104-5 . S2CID 139981784 . 
  95. تشنغ، شين بينغ؛ تشانغ (17 نوفمبر 2015). " مراجعة للأطوار البينية للإلكتروليت الصلب على مصعد الليثيوم المعدني" . العلوم المتقدمة . 3 (3) 1500213. doi : 10.1002/advs.201500213 . PMC 5063117. PMID 27774393 .  
  96. أرمسترونغ، آر دي؛ ديكنسون، تي؛ تيرنر، جيه (1974). "انهيار إلكتروليت سيراميك بيتا-ألومينا". مجلة إلكتروكيميكا أكتا . 19 (5): 187-192 . doi : 10.1016/0013-4686(74)85065-6 .
  97. دي يونغ، لوتغارد سي؛ فيلدمان، ليزلي؛ بيوشيل، أندرو (1981-03-01). "التدهور البطيء وتوصيل الإلكترونات في ألومينا الصوديوم/بيتا". مجلة علوم المواد . 16 (3): 780-786 . Bibcode : 1981JMatS..16..780J . doi : 10.1007/BF02402796 . ISSN 1573-4803 . OSTI 1070020. S2CID 189834121 .   
  98. ديكسيت، م.؛ بيمر، س.؛ أمين، ر.؛ شيبلي، ج.؛ إكلوند، ر.؛ موراليداران، ن.؛ ليندكفيست، ل.؛ فريتز، أ.؛ إسهلي، ر.؛ بالاسوبرامانيان، م.؛ بلهارواك، إ. (2022). "دور الضغط المتساوي في الإنتاج واسع النطاق لبطاريات الحالة الصلبة". رسائل الطاقة ACS . 7 (11): 3936-946 . Bibcode : 2022ACSEL...7.3936D . doi : 10.1021/acsenergylett.2c01936 .
  99. تيبنز، جاريد؛ مايرز، جون سي؛ أفشار، أرمان؛ لويس، جون أ؛ كورتيس، فرانسيسكو خافيير كوينتيرو؛ كياو، هايبينغ؛ ماركيز، توماس إس؛ دي ليو، كلاوديو في؛ سالدانا، كريستوفر؛ ماكدويل، ماثيو تي. (14 يونيو 2019). "تصوير التدهور الكيميائي الميكانيكي لإلكتروليت بطارية الحالة الصلبة" . رسائل الطاقة ACS . 4 (6): 1475-1483 . Bibcode : 2019ACSEL...4.1475T . doi : 10.1021/acsenergylett.9b00816 . ISSN 2380-8195 . S2CID 195582019 .  
  100. وانغ، مايكل؛ وولفنستين، جيفري ب.؛ ساكاموتو، جيف (10 فبراير 2019). "توازن التدفق المعتمد على درجة الحرارة لواجهة Li/Li7La3Zr2O12" . مجلة Electrochimica Acta . 296 : 842-847 . Bibcode : 2019AcElc.296..842W . doi : 10.1016/j.electacta.2018.11.034 . ISSN 0013-4686 . S2CID 106296290 .  
  101. "طبقة ذكية جديدة قد تُحسّن متانة وكفاءة بطاريات الحالة الصلبة" . جامعة سري . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أبريل 2023 .
  102. 1 2 3 4 5 ديشر، غرايسون؛ ريدلي، فيليب؛ هام، سو-يون؛ دو، جان-ماري؛ تشين، يو-تينغ؛ وو، إريك أ.؛ تان، دارين إتش إس؛ كرونك، آشلي؛ جانغ، جيهيون؛ مينغ، يينغ شيرلي (2022-05-01). "الجوانب النقلية والميكانيكية لبطاريات الليثيوم الصلبة بالكامل" . فيزياء المواد اليوم . 24 100679. Bibcode : 2022MTPhy..2400679D . doi : 10.1016/j.mtphys.2022.100679 . ISSN 2542-5293 . S2CID 247971631 .  
  103. 1 2 كويرفر، رايموند؛ تشانغ، وينبو؛ دي بيازي، ليا؛ شفيدلر، سيمون؛ كوندراكوف، ألكسندر أو.؛ ​​كولينغ، ستيفان؛ بريزيسينسكي، تورستن؛ هارتمان، باسكال؛ زير، فولفغانغ جي.؛ يانيك، يورغن (2018). "التمدد الكيميائي الميكانيكي لمواد أقطاب الليثيوم - على طريق بطاريات الحالة الصلبة المُحسَّنة ميكانيكيًا" . الطاقة والعلوم البيئية . 11 (8): 2142-2158 . Bibcode : 2018EnEnS..11.2142K . doi : 10.1039/C8EE00907D . ISSN 1754-5692 . 
  104. كورفر، رايموند؛ أيغون، إيزابيل؛ ليشتفايس، توماس؛ ديتريش، كريستيان؛ تشانغ، وينبو؛ بيندر، يان أو.؛ ​​هارتمان، باسكال؛ زير، فولفغانغ جي.؛ يانيك، يورغن (11 يوليو/تموز 2017). "تلاشي السعة في بطاريات الحالة الصلبة: تكوين الطور البيني والعمليات الكيميائية الميكانيكية في كاثودات أكسيد الطبقات الغنية بالنيكل والإلكتروليتات الصلبة من ثيوفوسفات الليثيوم" . كيمياء المواد . 29 (13): 5574-5582 . doi : 10.1021/acs.chemmater.7b00931 . ISSN 0897-4756 . 
  105. شي، تان؛ تشانغ، يا-كيان؛ تو، تشينغسونغ؛ وانغ، يوهاو؛ سكوت، إم سي؛ سيدر، جيربراند (2020). "توصيف التدهور الميكانيكي في مهبط بطارية صلبة بالكامل" . مجلة كيمياء المواد أ . 8 (34): 17399-17404 . Bibcode : 2020JMCA....817399S . doi : 10.1039/D0TA06985J . ISSN 2050-7488 . S2CID 225222096 .  
  106. ^ تشو، يونغ نينغ؛ ما، يونيو؛ هو جين تاو، إنيوان؛ يو، شيتشيان؛ قو، لين؛ نام، كيونغ وان؛ تشن، ليكوان. وانغ، تشاو شيانغ؛ يانغ ، شياو تشينغ (2014/11/18). “ضبط وحدة التنفس المستحثة بالشحن والتفريغ في مواد الكاثود ذات الطبقة الهيكلية لبطاريات الليثيوم أيون” . اتصالات الطبيعة . 5 (1): 5381. بيب كود : 2014NatCo...5.5381Z . دوى : 10.1038/ncomms6381 . ISSN 2041-1723 . بميد 25451540 .  
  107. كيم، أون هيوك؛ ريو، هون هي؛ كيم، جاي هيونغ؛ موكي، روبرت؛ كاغازشي، بيام؛ يون، تشونغ إس؛ صن، يانغ كوك (أبريل 2019). "مادة كاثود غنية بالنيكل ذات بنية دقيقة مُتحكَّم بها من خلال تقسيم التركيب على المستوى الميكروي لمركبات الجيل القادم الكهربائية" . مواد الطاقة المتقدمة . 9 (15) 1803902. Bibcode : 2019AdEnM...903902K . doi : 10.1002/aenm.201803902 . ISSN 1614-6832 . S2CID 104475168 .  
  108. دوكس، جان ماري؛ نغوين، هان؛ تان، دارين إتش إس؛ بانيرجي، أبهيك؛ وانغ، شيويه فنغ؛ وو، إريك أ.؛ جو، تشيهو؛ يانغ، هيدي؛ مينغ، يينغ شيرلي (يناير 2020). "اعتبارات ضغط المكدس لبطاريات الليثيوم المعدنية الصلبة بالكامل في درجة حرارة الغرفة" . مواد الطاقة المتقدمة . 10 (1) 1903253. arXiv : 1910.02118 . Bibcode : 2020AdEnM..1003253D . doi : 10.1002/aenm.201903253 . ISSN 1614-6832 . S2CID 203838056 .  
  109. ليباج ، ويليام س.؛ تشين، يوكسين؛ كازياك، إريك؛ تشين، كوان-هونغ؛ سانشيز، أدريان ج.؛ بولي، أندريا؛ أرودا، إيلين م.؛ ثوليس، دكتور في الطب؛ داسغوبتا، نيل ب. (2019). " ميكانيكا الليثيوم: أدوار معدل الإجهاد ودرجة الحرارة وآثارها على بطاريات الليثيوم المعدنية" . مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 166 (2): A89– A97. Bibcode : 2019JElS..166A..89L . doi : 10.1149/2.0221902jes . ISSN 0013-4651 . S2CID 104319914 .  
  110. ميسر، ر.؛ نواك، ف. (1975-02-01). "الاسترخاء المغناطيسي النووي بالانتشار الذاتي في الليثيوم الصلب: اعتماد T1 على التردد". الفيزياء التطبيقية . 6 (1): 79-88 . Bibcode : 1975ApPhy...6...79M . doi : 10.1007/BF00883553 . ISSN 1432-0630 . S2CID 94108174 .  
  111. ماسياس، ألفارو؛ فيلتن، ناندو؛ غارسيا-مينديز، ريجينا؛ وولفنستين، جيف؛ ساكاموتو، جيف (فبراير 2019). "الخواص الميكانيكية المرنة واللدنة والزحفية لمعدن الليثيوم" . مجلة علوم المواد . 54 (3): 2585-2600 . Bibcode : 2019JMatS..54.2585M . doi : 10.1007/s10853-018-2971-3 . ISSN 0022-2461 . S2CID 139507295 .  
  112. أوكاموتو، هـ. (فبراير 2009). "Li-Si (ليثيوم-سيليكون)" . مجلة توازن الأطوار والانتشار . 30 (1): 118-119 . Bibcode : 2009JPED...30..118O . doi : 10.1007/s11669-008-9431-8 . ISSN 1547-7037 . S2CID 96833267 .  
  113. ^ Predel، B. (1997)، “Li-Sb (الليثيوم-الأنتيمون)” ، in Madelung، O. (ed.)، Li-Mg – Nd-Zr ، Landolt-Börnstein – المجموعة الرابعة الكيمياء الفيزيائية، المجلد. H، برلين/هايدلبرغ: Springer-Verlag، الصفحات من 1 إلىدوى : 10.1007/10522884_1924 ، ISBN   978-3-540-61433-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مايو 2022
  114. شيربي، أوليغ د.؛ بيرك، بيتر م. (يناير 1968). "السلوك الميكانيكي للمواد الصلبة البلورية عند درجات حرارة مرتفعة" . التقدم في علوم المواد . 13 : 323-390 . doi : 10.1016/0079-6425(68)90024-8 .
  115. تان، دارين إتش إس؛ تشين، يو-تينغ؛ يانغ، هيدي؛ باو، ووريغومولا؛ سرينارايانان، بهاغاث؛ دو، جان-ماري؛ لي، ويكانغ؛ لو، بينغيو؛ هام، سو-يون؛ سايابور، بهاراك؛ شارف، جوناثان (24-09-2021). "أقطاب سيليكونية عالية التحميل وخالية من الكربون بفضل الإلكتروليتات الصلبة الكبريتية" . مجلة ساينس . 373 ( 6562): 1494-1499 . Bibcode : 2021Sci...373.1494T . doi : 10.1126/science.abg7217 . ISSN 0036-8075 . PMID 34554780. S2CID 232147704 .   
  116. لو، شوتينغ؛ وانغ، تشن يو؛ لي، شولي؛ ليو، شينيو؛ وانغ، هايدونغ؛ ما، ويغانغ؛ تشانغ، ليان تشي؛ تشو، لينغ يون؛ تشانغ، شينغ (ديسمبر 2021). "نمو التشعبات الليثيومية-الإنديومية في بطاريات الليثيوم الصلبة بالكامل ذات الإلكتروليتات الكبريتية" . مجلة نيتشر كوميونيكيشنز . 12 (1): 6968. Bibcode : 2021NatCo..12.6968L . doi : 10.1038/s41467-021-27311-7 . ISSN 2041-1723 . PMC 8630065. PMID 34845223 .   
  117. ^ بوريتو ، نيكولا. جاربايو، إينييجو؛ فاليافيتيل صبحان راج، سونا؛ كوينتيلا، أمايا؛ لي، تشونمي؛ كاساس كاباناس، مونتسي؛ أجويس ، فريدريك (2021-08-01). "بطاريات الليثيوم ذات الحالة الصلبة: أحدث التقنيات والتحديات المتعلقة بالمواد والواجهات والمعالجة" . مجلة مصادر الطاقة . 502 229919. بيب كود : 2021JPS...50229919B . دوى : 10.1016/j.jpowsour.2021.229919 . ردمك 0378-7753 . 
  118. 1 2 3 4 باندي، رامشاران؛ آير، راكيش كريشنامورثي؛ كيلي، جارود سي. (2024-09-01). مراجعة حول بطاريات الحالة الصلبة: منظورات دورة الحياة (تقرير). مختبر أرغون الوطني (ANL)، أرغون، إلينوي (الولايات المتحدة). OSTI 2466235 . 
  119. 1 2 كيم، جو غون؛ سون، بيونغراك؛ موخيرجي، سانتانو؛ شوبيرت، نيكولاس؛ بيتس، أليكس؛ كوون، أوسونغ؛ تشوي، مون جونغ؛ تشونغ، هيون يول؛ بارك، سام (مايو 2015). "مراجعة لبطاريات الحالة الصلبة القائمة على الليثيوم وغير القائمة عليه". مجلة مصادر الطاقة . 282 : 299-322 . Bibcode : 2015JPS...282..299K . doi : 10.1016/j.jpowsour.2015.02.054 .
  120. إينوي، تاكاو؛ موكاي، كازوهيكو (18 يناير 2017). "هل بطاريات الليثيوم أيون الصلبة بالكامل آمنة حقًا؟ - التحقق بواسطة قياس السعرات الحرارية التفاضلي باستخدام خلية دقيقة شاملة" . مجلة ACS للمواد والتطبيقات . 9 (2): 1507-1515 . رمز Bibcode : 2017AAMI....9.1507I . doi : 10.1021/acsami.6b13224 . ISSN 1944-8244 . PMID 28001045 .  
  121. ^ تشن لونج. وو، هونغلون؛ منظمة العفو الدولية، شين بينغ. تساو، يوليانغ؛ تشن، تشونغ شيو (2022). "نحو إلكتروليت ذو درجة حرارة واسعة لبطاريات الليثيوم أيون" . طاقة البطارية . 1 (2) 20210006. دوى : 10.1002/bte2.20210006 . ISSN 2768-1688 . 
  122. ^ وانغ ، شنغ. سونغ، هوتشنغ؛ سونغ، شياويينغ؛ تشو، تينغ؛ أيها ييبنغ. تشن، جيامينغ. يو، لينوي؛ شو، يونيو؛ تشين ، كونجي (2021-08-01). "بطارية ليثيوم معدنية ذات درجة حرارة واسعة للغاية تعمل من -73 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية" . مواد تخزين الطاقة . 39 : 139 – 145. دوى : 10.1016/j.ensm.2021.04.024 . ردمك 2405-8297 . 
  123. لي، جوتشوان؛ ما، تشنغ؛ تشي، مياوفانغ؛ ليانغ، تشنغدو؛ دودني، نانسي جيه. (فبراير 2015). "الإلكتروليت الصلب: مفتاح بطاريات الليثيوم عالية الجهد" . مواد الطاقة المتقدمة . 5 (4) 1401408. Bibcode : 2015AdEnM...501408L . doi : 10.1002/aenm.201401408 . ISSN 1614-6832 . OSTI 1185480 .  
  124. ما، مينغمينغ؛ تشانغ، مينغهوي؛ جيانغ، بيتاو؛ دو، يانغ؛ هو، بينغتشنغ؛ صن، تشنغقو (27-03-2023). "مراجعة شاملة للإلكتروليتات الصلبة لبطاريات الليثيوم: مواد الكاثود عالية الجهد، والإلكتروليتات الصلبة، وواجهات القطب-الإلكتروليت" . مجلة حدود كيمياء المواد . 7 (7): 1268-1297 . doi : 10.1039/D2QM01071B . ISSN 2052-1537 . 
  125. "تقنية بطاريات جديدة قد تُمكّن السيارات الكهربائية من الشحن في دقائق معدودة" . مجلة Popular Mechanics . 25 يوليو 2017. تاريخ الاطلاع: 14 نوفمبر 2024 .
  126. ^ شنيل، جوشا. غونتر، حتى؛ نوش، توماس. فيدير، كريستوف؛ كولر، لاريسا؛ فقط يا ألكسندر. كيلر، مارلو. باسيريني، ستيفانو؛ راينهارت ، غونتر (2018/04/01). "بطاريات الليثيوم أيون ومعدن الليثيوم ذات الحالة الصلبة بالكامل - تمهد الطريق للإنتاج على نطاق واسع" . مجلة مصادر الطاقة . 382 : 160– 175. بيب كود : 2018JPS...382..160S . دوى : 10.1016/j.jpowsour.2018.02.062 . ردمك 0378-7753 . 
  127. ^ كانيهوري، ك. إيتو، Y.؛ كيرينو، ف؛ مياوتشي، ك.؛ كودو ، ت. (يناير 1986). “أفلام ثاني كبريتيد التيتانيوم ملفقة بواسطة البلازما CVD”. أيونات الحالة الصلبة . 18– 19: 818–822 . دوى : 10.1016/0167-2738(86)90269-9 .
  128. غاربايو، إينيغو؛ ستروزيك، ميشال؛ بومان، ويليام جيه؛ بفينينغر، ريتو؛ ستيلب، إيفلين؛ روب، جينيفر إل إم (أبريل 2018). "تعدد الأشكال من نوع الزجاج في موصلات بطاريات الحالة الصلبة ذات الأغشية الرقيقة من غارنيت الليثيوم" . مواد الطاقة المتقدمة . 8 (12) 1702265. Bibcode : 2018AdEnM...802265G . doi : 10.1002/aenm.201702265 . hdl : 1721.1/140483 . S2CID 103286218 . 
  129. بالايش، موران؛ غونزاليس-روسيلو، خوان كارلوس؛ كيم، كون جونغ؛ تشو، يونتونغ؛ هود، زاكاري د.؛ روب، جينيفر إل إم (مارس 2021). "معالجة إلكتروليتات رقيقة ولكنها متينة لبطاريات الحالة الصلبة". نيتشر إنرجي . 6 (3): 227-239 . Bibcode : 2021NatEn...6..227B . doi : 10.1038/s41560-020-00759-5 . S2CID 231886762 . 
  130. موكانوفا، علياء؛ جيتيباييفا، ألبينا؛ ميونغ، سيونغ تايك؛ كيم، سونغ سو؛ باكينوف، زوماباي (سبتمبر 2018). "مراجعة موجزة حول تطوير مصاعد الأغشية الرقيقة القائمة على السيليكون لبطاريات أيونات الليثيوم" . مواد اليوم والطاقة . 9 : 49-66 . Bibcode : 2018MTEne...9...49M . doi : 10.1016/j.mtener.2018.05.004 . S2CID 103894996 . 
  131. سوان، س. (مارس 1988). "الرش المغناطيسي". الفيزياء في التكنولوجيا . 19 (2): 67-75 . Bibcode : 1988PhTec..19...67S . doi : 10.1088/0305-4624/19/2/304 .
  132. ^ أوهارا، شيغيكي؛ سوزوكي، جونجي؛ سيكين، كيويتشي؛ تاكامورا ، تسوتومو (1 يونيو 2003). “تفاعل إدخال / استخلاص Li في فيلم Si يتبخر على رقائق Ni”. مجلة مصادر الطاقة . 119– 121: 591– 596. بيب كود : 2003JPS...119..591O . دوى : 10.1016/S0378-7753(03)00301-X .
  133. ^ دوغان، فوليا؛ سانجيوا، ليوروكارا د.؛ هوو، شيو جيه؛ فوجي، جي تي (مايو 2016). "رغاوي النحاس المرسبة كهربائياً كركائز لأقطاب السيليكون ذات الأغشية الرقيقة" . أيونات الحالة الصلبة . 288 : 204– 206. دوى : 10.1016/j.ssi.2016.02.001 .
  134. ^ موكانوفا، أ. توسوبباييف، ر.؛ سابيتوف، أ.؛ بوندارينكو، أنا. نيمكاييفا، ر.؛ الدمزاروف، ب. باكينوف، ز. (1 يناير 2017). “نمو الجرافين CVD على سطح الغاليوم السائل”. المواد اليوم: الإجراءات . 4 (3، الجزء أ): 4548-4554 . دوى : 10.1016/j.matpr.2017.04.028 .
  135. كولوفا، تي إل؛ بليسكوف، يو. في؛ سكوندين، إيه إم؛ تيروكوف، إي آي؛ كونكوف، أو آي (1 يوليو 2006). "إقحام الليثيوم في أغشية السيليكون غير المتبلورة الرقيقة: دراسة كهروكيميائية-معاوقة". المجلة الروسية للكيمياء الكهربائية . 42 (7): 708-714 . doi : 10.1134/S1023193506070032 . S2CID 93569567 . 
  136. كوزيكي، إم إن؛ ميتكوفا، إم؛ أبروويت، جيه بي (1 يوليو 2003). "البنية النانوية للإلكتروليتات الصلبة والترسبات الكهربائية السطحية". فيزيكا إي: الأنظمة منخفضة الأبعاد والبنى النانوية . 19 (1): 161-166 . رمز Bibcode : 2003PhyE...19..161K . doi : 10.1016/S1386-9477(03)00313-8 .
  137. "ترسيب الإلكتروليتات الموصلة للبروتونات BCZY بتقنية الترسيب بالرش بترددات الراديو" (PDF) .
  138. شيا، هـ.؛ مينغ، ي.س.؛ لاي، م.و.؛ لو، ل. (2010). "الخواص التركيبية والكيميائية الكهربائية لأقطاب LiNi₀.₅Mn₀.₅O₂ الرقيقة المحضرة بتقنية الترسيب بالليزر النبضي". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 157 (3): A348. doi : 10.1149/1.3294719 .
  139. ماي، إل كيو؛ هو، بي؛ تشين، دبليو؛ تشي، واي واي؛ لاو، سي إس؛ يانغ، آر إس؛ داي، واي؛ وانغ، زد إل (2007). "أشرطة نانوية من أكسيد الموليبدينوم الليثيومي ذات أداء مُحسَّن بشكل كبير لبطاريات الليثيوم". المواد المتقدمة . 19 (21): 3712-3716 . Bibcode : 2007AdM....19.3712M . doi : 10.1002/adma.200700883 . S2CID 33290912 . 
  140. 1 2 باتيل، أرون؛ باتيل، فايشالي؛ ووك شين، دونغ؛ تشوي، جي وون؛ بايك، دونغ سو؛ يون، سيوك جين (4 أغسطس 2008). "قضايا وتحديات تواجه بطاريات الليثيوم الرقيقة القابلة لإعادة الشحن". نشرة بحوث المواد . 43 (8): 1913-1942 . doi : 10.1016/j.materresbull.2007.08.031 .
  141. تراكيمافيشيوس، لوكاس (15 أكتوبر 2025). "مطلوب: المزيد من البطاريات للدفاع" . معهد أبحاث الدفاع الروسي (RUSI ).
  142. إل جي (14 أكتوبر 2024). "تويوتا في وضع قوي فيما يتعلق ببراءات اختراع الليثيوم ذي الحالة الصلبة" . بوتر كلاركسون . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 فبراير 2025 .
  143. كوك، إليزابيث (2023-11-08). "سيجنال: تويوتا تهيمن على براءات اختراع بطاريات الحالة الصلبة" . جاست أوتو . تم الاسترجاع في 2025-02-10 .
  144. "مستقبل النقل - 5 تقنيات ناشئة في مجال النقل" . اتجاهات التكنولوجيا في المنظمة العالمية للملكية الفكرية - عبر www.wipo.int.
  145. "بطاريات الحالة الصلبة ذات الضغط المتساوي (بحث براءات الاختراع)" . إسباسينت . مكتب براءات الاختراع الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 نوفمبر 2025 .