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,并且其机械性能较为柔软,与目前使用的电解液在性能上有所接近。这种设计方式使得它成为最容易利用现有设备进行改造并实现大规模生产的固态电池类型。
文章内容如下:
聚合物全固态电池自1973年开始研究,其优点包括了良好的加工性和较大的能量密度。此外,它们与当前使用的液体电解液具有相似的性能,且工艺流程与传统锂离子电池相似,这使得它们能够轻松地通过现有的设备进行量产。
然而,该技术也存在一些缺陷。首先,聚合物全固态电池的离子导率最低,因此必须将其加热到60°C以上才能提高导率,使之接近10^-3 S/cm。这意味着需要维持一个高温环境。此外,由于聚合物是有机材料,其化学性能不如无机材料,因此限制了能量密度提升。最后,该材料对三元正极兼容性不好,这进一步限制了能量密度的提升空间。
氧化物全固态电池则以耐高压和高导率著称,其中氧化物可以达到10^-5-10^-3 S/cm级别。但与此同时,它们由于硬质特性可能导致更易破裂的问题,同时与正极活性材料之间的界面交互效率不佳,这些问题阻碍了大容量芯片制造。因此,目前氧化物只能结合其他材料制成混合型电子存储器,以减少含水分比例。
硫化物全固态电子器件拥有卓越表现,其中硫化盐显示出良好的通道效应,并且由于柔软特性,更容易形成平坦表面接触,从而提供最佳通道条件。这使得硫化盐成为未来发展中最具潜力的技术路线之一。不过,由于成本昂贵以及空气稳定性的挑战,使得该技术难以应用广泛。在处理、运输和加工过程中,其反应活力强烈,不仅影响产品稳定性,还增加了整个生命周期中的复杂程度。