固態電池：為什麼它們是人形機器人的理想能源？

固態電池 為供電樹立新標準 人形機器人 在企業環境中。部署機器人時，您會面臨獨特的挑戰，因為傳統的鋰離子電池經常因熱失控、短路和過熱等問題而失效。

操作失敗	因素
熱失控	物理損壞、過度充電
短路	處理不當
過熱	過度充電/放電
火災/爆炸風險	易燃電解液、有毒氣體

固態技術可提供更安全的操作、更高的能量密度、更長的使用壽命和無縫整合——這是經濟高效、可靠的機器人團隊的關鍵因素。

關鍵要點

• 固態電池透過使用不易燃的固體電解質來提高安全性，降低火災和熱失控的風險。

• 固態電池的能量密度更高，使得人形機器人能夠運作更長時間、承載更輕的重量，進而提高效率。

• 固態電池具有更長的使用壽命和耐用性，從而降低了機器人隊的維護成本並減少了停機時間。

第一部分：固態電池：安全性與效能

1.1 增強安全性

您需要電池來確保人形機器人的安全，尤其是當它們靠近人員或敏感設備時。固態電池使用固態電解質而非易燃液體電解質，這在安全性方面具有顯著優勢。以下是它們如何保護您的操作：

• 固體電解質不易燃，因此消除了因洩漏而引起火災或爆炸的風險。

• 這些材料可以抵抗過熱，從而降低熱失控的可能性——熱失控是傳統鋰離子電池起火的常見原因。

• 固體電解質既充當導體，又充當隔膜，使陽極和陰極分開並防止短路。

• 堅固的設計即使在高電流下也能實現更安全的充電，進一步降低過熱風險。

固態技術旨在徹底消除熱失控，使其成為機器人在以下環境中更安全的選擇： 醫生, 保安系統以及 產業 應用程序。

預測性維護和安全策略，例如剩餘使用壽命 (RUL) 估計和加速退化測試，進一步支援營運可靠性和風險緩解。

安全功能	固態電池	鋰離子電池
易燃電解液	沒有	可以
熱失控風險	最小	高
短路保護	高	中度
耐過熱性能	高	中度

有關電池安全研究的更多信息，請參閱 自然能源.

1.2 高能量密度

您希望您的機器人在充電之間能夠工作更長時間，並且攜帶更輕的物品。固態電池的能量密度是傳統鋰離子電池（例如磷酸鐵鋰、三元鋰、鈷酸鋰、鋰錳酸鋰和鈦酸鋰）的 2-3 倍。更高的能量密度意味著：

• 每公斤儲能容量更高，可達 300 Wh/kg 左右，而鋰離子電池的儲能容量為 200 Wh/kg。

• 人形機器人的運作時間更長，減少了頻繁充電的需要。

• 更輕的電池組，可提高機器人的機動性和效率，特別是在空間受限的設計中。

固態電池被公認為緊湊型機器人平台的下一代技術。其高能量密度和安全性使其成為先進機器人和消費性電子產品部署的理想選擇。

電池化學	能量密度 (Wh/kg)	典型應用
固體狀態	〜300	人形機器人，醫療
鋰離子	〜200	消費性電子、工業

1.3 延長使用壽命

您需要能夠承受數千次充電循環的電池，尤其是在高頻機器人環境中。固態電池比鋰離子電池擁有更長的使用壽命和更高的耐用性。它們只需幾分鐘即可充滿電，並可承受數千次充電循環，這意味著您的機器人停機時間更少，維護成本更低。

電池類型	循環壽命範圍	常見的衰老機制
固態電池	兩位數至三位數	陽極體積變化、機械應力、枝晶形成
鋰離子電池	循環穩定性通常較高	陰極/電解質分解，SEI層生長

固態電池技術有望實現更高的能量密度、更強的安全性和更長的續航時間，為人們帶來了一線希望。然而，在這些創新技術成熟並突破現有的能量密度瓶頸之前，人形機器人仍將受到較短的運行窗口和安全隱患的束縛。

預測性維護和可靠性模型可協助您規劃電池更換並避免意外故障，為您帶來許多好處。這些功能對於在人類附近操作的機器人以及安全性和正常運行時間至關重要的嚴苛 B2B 場景至關重要。

證據說明	關鍵點
退化模型和 RUL 預測	RUL 估計支援預測性維護和安全。
加速降解測試（ADT）	ADT 提高了 RUL 預測的可靠性。
電池相關事故的常見原因	識別機械損壞和熱應力等風險。
緩解策略	概述電池安全的預防和控制方法。

有關電池壽命和預測性維護的更多信息，請參閱 科學進展.

第二部分：整合優勢

2.1 緊湊型設計

您希望您的人形機器人能夠適應狹小空間並有效運作。固態電池具有高體積能量密度，可支援緊湊的機器人設計。您可以在不犧牲性能的情況下縮小電池組的尺寸。這使您能夠打造佔地面積更小、功能更先進的機器人。

好處	產品說明
充電速度更快	支援更快的離子傳輸，降低過熱風險，從而縮短充電時間。
更高的安全性	消除易燃液體，顯著降低火災風險和熱失控事故。
更長的使用壽命	抑制枝晶形成，在更多循環中保持性能。
更小、更輕的外形	更高的能源效率減少了對笨重組件的需求，從而實現了更緊湊的設計。

2.2 輕量靈活

在基礎設施和工業環境中，您需要能夠靈活且精準移動的機器人。與傳統鋰離子電池相比，固態電池可減輕 40% 的重量。更輕的重量提高了移動性並降低了能耗。靈活的電池設計讓您能夠優化機器人內部的放置位置，進而增強穩定性和移動性。

• Figure 02 的電池容量比其前代產品高出 50%，從而可以延長運行時間。

• 電池放置在軀幹內可增強穩定性和靈活性，進而提高整體效能。

• 均衡的重量分佈有助於提高機器人的運動效率。

• GR-2 具有靈巧的手，具有 12 個自由度，模仿人類的靈活性。

• 配備觸覺感測器，可感知力道並即時調整抓地力，增強各種環境下的操控性。

• 雙旋轉結構可靈活調節足部，增強在不平坦地形上的運動穩定性。這種適應性對於緊急救援和復健應用至關重要。

2.3 降低總成本

您希望最大限度地降低消費性電子和工業部署中機器人車隊的總擁有成本。固態電池的預期價格與傳統鋰離子電池相似。簡化的生產流程可以降低系統成本。雖然更高的鋰需求可能會增加材料成本，但更高的能量密度通常可以證明這些成本是合理的。

好處	解釋
增強安全性	使用陶瓷電解質可消除洩漏或火災的風險。
長壽	使用壽命長達 20 年，容量損失極小，可實現高正常運作時間。
能源效率	每個電池的電壓越高，所需的電池數量就越少，從而減輕了機器人的設計負擔。

• 固態電池減少維護和停機時間，支援企業規模部署的高正常運作時間。

固態電池為您的人形機器人提供無與倫比的安全性、性能和整合度。您將獲得更高的營運效率、更強的行動性以及長期價值。

獨特之處	固態電池	鋰離子電池
能量密度	高	中度
安全指引	優越	標準版
壽命	擴展	有限

• 您可以擴展部署，延長運行時間並減少維護。

• 行業專家預測該技術將迅速普及並產生變革性影響。

• 環境效益支持您的永續發展目標。

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常見問題

有什麼優勢 Large Power 固態電池組報價超過鋰離子電池組嗎？

獨特之處	固態（Large Power)	鋰離子基團
安全指引	優越	中度
能量密度	更高	標準版
壽命	擴展	有限

您的機器人部署將獲得更高的安全性、更長的使用壽命和更大的能量密度。

您能為特定的機器人應用客製化固態電池解決方案嗎？

絕對。 Large Power 提供 量身訂製的固態電池解決方案 滿足您的獨特需求。

與鋰離子電池組相比，固態電池如何影響整體擁有成本？

您可以減少維護、停機和更換成本。

固態電池具有更長的使用壽命和更高的可靠性，可優化您對機器人車隊的投資。