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,是首选的可行性高技术路径。这些特点使得它能够较快地实现量产。
聚合物全固态电池自1973年起便开始研究,其发展历程悠久;而氧化物全固态电池更是早在1953年就有人进行了初步探索;硫化物全固态电池则是在1981年才被引入研究。
聚合物全固态电池的优点包括良好的加工性、较大的能量密度以及与目前使用的液体电解液类似的性能。然而,它们也面临着离子传导率低的问题,这需要通过加热至60°C以上来提高,从而达到10^-3 S/cm左右。此外,由于材料本身具有机制特性,其化学性能不如无机材料,导致能量密度受限,且兼容性问题限制了能量密度提升空间。
氧化物全固态电池以其耐高压和高离子传导率著称,其中典型代表为LAGP和LATP等。在理想条件下,可达到的离子传导率达到10^-5到10^-3 S/cm水平,但仍未超越液体状态下的表现。尽管如此,它们因机械硬质、与正极材料间接触不足以及界面损耗过大,而难以形成大容量单元。
硫化物全固态电池则凭借出色的接触性能和柔软粒子的特性,使得它们成为实现最佳溶剂传导速率水平(即超过液体)唯一可能性的候选者。但这项技术路线受到产品成本昂贵及空气稳定性的挑战,因此,在实际应用中存在诸多困难,如生产、运输、处理过程中的反应风险限制了其广泛推广潜力。