Xiaomi je nedavno predstavio novu tehnologiju solid-state baterija. Tvrtka tvrdi da nudi vrhunsku mehaničku čvrstoću i stabilnost zamjenom elektrolita u tekućem stanju elektrolitima u čvrstom stanju. U laboratorijskim testovima, tehnologija je postigla gustoću energije veću od 1000 Wh/L, 20% poboljšanje u performansama pražnjenja pri niskim temperaturama i značajno povećanje stope prolaznosti eksperimenata uboda.
Prva velika prednost solid-state baterija je njihova povećana gustoća energije. Trenutačno je hemija koja se koristi za izradu baterija veliki izazov za industriju, a povećanje gustoće energije pokazalo se teškim. Teoretski, idealan materijal za negativnu elektrodu je metalni litij, budući da ima dva do tri puta veći kapacitet pohrane od trenutnih katoda silicij-kisik, što rezultira značajnim skokom u gustoći energije baterije. Kako bi se osigurala sigurnost ovih baterija, mora se koristiti anorganska dijafragma kako bi se spriječilo prodiranje litijevih dendrita i izazivanje kratkih spojeva.
Dok je praktična primjena litijevih metalnih negativnih elektroda i dalje teška i još nije spremna za masovnu proizvodnju, laboratorijski testovi su pokazali da solid-state baterije omogućuju da gustoća energije baterije prelazi 1000Wh/L. Na modificiranom Xiaomi 13, Xiaomi može spakirati ogroman kapacitet od 6000 mAh u svoje kompaktno kućište, značajno produžujući trajanje baterije pomoću ove tehnologije.
Još jedna velika prednost solid-state baterija je njihova poboljšana izvedba na niskim temperaturama. Tekući elektrolit u tradicionalnim baterijama ima visoku viskoznost na niskim temperaturama, što ometa sposobnost prijenosa litijevih iona i rezultira drastičnim padom vodljivosti litija od 60%, što uvelike utječe na performanse baterije zimi. Zamjenom tekućih elektrolita materijalom u čvrstom stanju, baterija održava potrebnu vodljivost litija čak i pri niskim temperaturama. Solid-state baterija je pokazala 20%+ poboljšanje performansi u usporedbi s običnim baterijama na -20°C.
Dok su testovi ubodom iglom tradicionalno davali niske stope prolaznosti za konvencionalne baterije bez čvrstog stanja, tijekom ovih testova može doći do nezgoda poput kratkog spoja i izgaranja. Ovi incidenti nastaju kada pozitivna strujna kolektorska folija dođe u kontakt s aktivnim materijalom na negativnom kraju tijekom udarca, što rezultira porastom temperature u bateriji što zauzvrat povećava rizik od izgaranja.
Solid-state baterije su doživjele izvanredna poboljšanja u svojoj otpornosti na testove ubodom. Premazivanjem pozitivne elektrode keramikom čvrstog elektrolita, sloj čvrstog elektrolita oblikuje krivulju prema dolje kako bi zatvorio tekućinu kolektora pozitivne struje i odvojio je od negativne elektrode. Time se blokira svaki kontakt između pozitivne i negativne elektrode tijekom probijanja, značajno povećava prolaznost testa ubodom i pruža višu razinu sigurnosti pri uporabi.