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逆变电源揭秘固态电池三大技术路线的奇迹与挑战

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,可迅速实现规模化生产。它是最具前景的技术之一,因为它能轻松利用现有设备进行改造。

聚合物全固态电池的发展始于1973年,而氧化物全固态电池更早期开始研究,追溯至1953年;硫化物全固态电池则是在1981年被探索的。

聚合物全固状态电池具有多方面优点:易于处理、制造大容量单体、与目前使用的液体接近,以及对现有设备改造友好性强。这使得它们成为首选用于快速量产。然而,它们也面临着离子传导率较低的问题,这需要保持60度以上才能提升至10^-3 S/cm水平,因此必须维持高温环境。此外,由于这些材料是有机性的,其化学性能不如无机材料,对磷酸铁锂兼容性较好,但与三元材料兼容性差,限制了能量密度提升空间。

氧化物全固状态电池在耐受高压和高离子传导率方面表现出色,其离子传导率可达到10^-5-10^-3 S/CM范围内,但远未达液体标准。LAGP和LATP等氧化物代表了这一技术路线。而缺点包括硬质材质容易导致破裂,以及与正极活性材料之间界面连接不足,导致从表面到点接触,从而增加损耗。此外,由于这些问题,大型储存单元难以制备,因此只能通过复合或混合方式降低含水量,以实现所需效果。

硫化物全固状态电池拥有卓越的接触性能,使得整体离子传导效率显著提高,同时粒子的柔软程度便利了形成平面连接,为所有类型中唯一能够超越液状电子解液效率水平的一种可能性提供了支持。但同时,这种技术存在成本昂贵以及空气稳定性的挑战,即硫基化学活性强烈,对空气、溶剂及其他材料都可能产生反应,不稳定且在生产过程中带来困难,从而限制了其广泛应用潜力。

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