我认为聚合物全固态电池的主要优点是易于加工,可以制作出较大容量的电芯,并且具有良好的机械性能和与目前使用的电解液相似的性能。由于工艺与现有的锂电池相似,这种类型的固态电池是最容易利用现有设备进行改造并实现大规模生产的。
然而,聚合物全固态电池也存在一些缺点。首先,它们离子导率最低,需要在60度以上才能提升到接近10^-3 S/CM。这意味着它们必须保持高温状态。此外,由于聚合物是有机材料,其电化学性能不如无机材料,因此能量密度受到限制。另外,与磷酸铁锂兼容性好,但跟三元材料兼容性差,这限制了能量密度的提升。
氧化物全固态电池则拥有耐高压和高导率等优点。其离子导率可以达到10^-5-3 S/CM级别,但这仍然低于液体电解液。典型代表包括LAGP、LATP等氧化物。但这种类型也存在缺陷,如机械硬性导致容易破裂,以及与正极活性材料之间的固-固接触问题,从而导致界面损耗过大。这使得制备大容量电芯变得困难,而目前只能通过将氧化物与电子或聚合体复合来降低含水量,使其成为所谓“混合”式整流器。
硫化物全固态电池则因其接触性好而表现出卓越的离子导率水平,是所有可用材料中唯一能够超越液体溶剂离子导率水平的一个技术路线。而且,由于粒子的柔软程度,它们更容易形成面对面的坚实联系。但它也有许多挑战,比如成本昂贵以及空气稳定性的问题。在处理、运输和加工过程中,硫化质地活泼多变,对空气、有机溶剂甚至正负极活性材质都反应强烈,因此界面稳定性的不足阻碍了它在实际应用中的发展潜力。