我认为,聚合物全固态电池的主要优点在于其易于加工,可以生产较大容量的电芯,其机械性能相对软化,并且与当前使用的电解液有着类似的性能。此外,该技术工艺与现有的锂电池相似,因此是实现大规模生产最为便捷的一种方式。然而,这种类型的固态电池也存在一些缺陷,例如离子导率最低,需要加热到60度以上才能提升至接近10^-3 S/cm,这意味着必须保持高温状态。此外,由于聚合物本质上是一种有机材料,它们在电化学性能方面不如无机材料表现出色,而且它们跟磷酸铁锂兼容性良好,但跟三元系统不兼容,从而限制了能量密度的提升。
氧化物全固态电池则以耐受高压和较高导率著称,其中氧化物可以达到10^-5-3 S/CM级别。但与此同时,它们具有一些不足之处,如机械硬度较高,如果用于制备电解质片,则容易破裂;以及与正极活性材料之间的固-固接触并不理想,这可能导致界面损耗过大。这些问题使得制造大容量单体变得困难,目前氧化物只能与其他材料(如聚合物或液体)结合,以实现减少溶剂含量并提高安全性的混合型电子设备。
硫化物全固态电池则因其接触性好、柔软粒子及卓越离子导率而受到推崇,是所有固态电子设备中唯一能够超越液态溶媒离子导率水平的材料。这使得它成为未来最有前景的一条技术路径。然而,该技术同样面临挑战,包括产品成本昂贵和空气稳定性差等问题。硫化物具有强烈化学活性,与空气、有机溶剂甚至正负极活性材料都能发生反应,因此界面稳定性较差,对生产、运输和加工过程造成了重大障碍,从而限制了其广泛应用。
综上所述,每一种技术路线都带来了独特的问题和挑战,但每一项创新都是朝着更先进更可靠的能源解决方案迈进。在中国科技期刊停刊背景下,对这些新兴领域进行深入研究对于促进产业升级至关重要,同时也为我们提供了一次机会去重新审视现有的知识产权保护策略,以确保中国在全球竞争中的地位。