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开关电源工作原理揭秘固态电池三大技术路线深度解析

导语:聚合物全固态电池的主要优势在于其易于加工和大容量生产,机械性能柔软,与现有锂电池工艺相似,易于通过设备改造实现规模化生产。这些特点使得聚合物全固态电池成为目前最具可行性的固态电池技术之一。

从研究历史来看,聚合物全固态电池的开发始于1973年,而氧化物全固态电池更早期的研究可以追溯到1953年。硫化物全固状态电池则是在1981年开始被探索。

聚合物全固体电池具有诸多优点,其中包括良好的加工性、较大的能量密度以及与当前使用的液体电子溶剂类似的性能。此外,由于其工艺接近现有的锂离子技术,这种类型的设备改造将能够快速实现大规模生产。

然而,该技术也存在一些缺陷,比如需要在60°C以上才能提升离子传输率至10^-3 S/cm左右,这意味着它必须保持高温以确保稳定运作。此外,由于材料本身是有机质,其化学性能不如无机材料,因此限制了能量密度的提升。另外,与磷酸铁锂系统兼容性良好,但与三元系不兼容,这进一步阻碍了能量密度提高。

氧化物全固体电池因其耐高压和较高离子传输率而备受瞩目,可达10^-5-10^-3 S/CM级别。但是,它们通常表现出坚硬且容易破裂的问题,并且与正极活性材料之间形成不够紧密的地面接触,从而导致界面损耗过大。这限制了该技术用于制造大容量单元,因为目前只能与液体或聚合物混合使用,以减少含水量并降低成本。

硫化物,全切换为另一种可能,将会提供出色的接触能力,使得整体离子传输率非常卓越,而且由于它们柔软且容易形成表面接触,它们在所有固态材料中都是唯一能够超越液状电子溶剂水平的一种。因此,被认为是未来最有前景的发展方向之一,但它也是成本最高的一个选项,并且对空气稳定性要求很高,这些都制约了其广泛应用。

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