导语:聚合物全固态电池的主要优势在于其易于加工,能够生产大容量电芯,并且具有较软的机械性能,这使得它与现有电解液在性能上存在一定相似性。由于工艺与传统锂电池接近,它是实现大规模生产的最为可行的选项。
本文将探讨三种不同技术路线的固态电池,即聚合物全固态、氧化物全固状态和硫化物全固状态。每种类型都有其独特之处,分别从早期研究开始:
聚合物全固状态电池自1973年便开始研究。
氧化物全固状态更为古老,其研究可以追溯到1953年。
硫化物全固状态则始于1981年的研发。
聚合型全固态电池具备以下优点:
易于加工,可以制作出高容量的单元组件。
机械性能较软,与目前使用中的液体溶剂有一定的相似性。
工艺流程与现有的锂离子技术十分接近,有利于改造现有设备进行大规模生产。
然而,聚合材料也面临一些挑战:
离子导率相对较低,需要加热至60度以上才能显著提升(10^-3 S/CM)。
能量密度受限,由于其材料属性不如无机材料,更难提高能量密度。此外,与磷酸铁锂兼容性佳,但对三元系统支持有限,从而限制了能量密度增长潜力。
氧化型全固态电子化学储存器拥有如下优势:
耐高压力环境,其离子导率远超聚合质料(达到10^-5 - 10^-3 S/CM),但仍逊色于液体溶剂。
典型代表包括LAGP和LATP等氧化类别材料,可提供稳定、高效的储存方式。
尽管如此,对氧化型电子化学储存器也有所顾虑:
硫化型电子化学储存器则展现出了以下优点:
同样地,对硫化原料也存在一些挑战:
总结来说,每种技术路线都有其独特之处,同时也面临着各自的问题。未来的发展趋势将取决于如何克服这些缺陷并推动创新发展,以满足不断增长需求的大众市场。