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近,更容易通过改造现有设备实现规模化生产。这些特点使得它成为了最具潜力的技术路线之一。
聚合物全固态电池的发展历程始于1973年,其研究可以追溯至更早期,即1953年氧化物全固态电池的研究开始,而硫化物全固态电池则是在1981年首次被探索。
聚合物全固态电池的优越之处在于其高加工性、较大的能量密度和与传统液体电解液类似的性能。然而,它面临着离子导率低下的挑战,需要在60摄氏度以上才能提升到接近10^-3 S/cm,这意味着必须维持一个较高温度状态。此外,由于材料本质是有机材料,其化学性能不如无机材料,因此限制了能量密度的提升能力,并且兼容性问题也导致了三元材料方面的问题。
氧化物全固态电池以其耐高压和高导率著称,其中典型代表包括LAGP、LATP等。尽管氧化物能够提供10^-5-10^-3 S/CM级别的离子导率,但仍然无法达到液体电子解液水平。不过,它们的一大缺陷是机械硬度,使得制备大容量单元变得困难。此外,与正极活性材料之间的界面稳定性不足,也限制了这种类型充放电效率。
硫化物全固态 电池以其卓越的接触性能而闻名,可以形成良好的界面,拥有最高的人口整体离子导率。这使得它成为未来最具有前景的一条技术路径。但同时,这种类型存在着产品成本过高等空气稳定性的问题。在处理过程中,由于硫化材质对空气、溶剂及其他活性材料反应敏感,制造、运输和处理都带来了额外挑战,从而阻碍了广泛应用。