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,并且具有较好的机械性能和与传统电解液相似的性能。由于工艺与现有的锂电池相似,这使得它是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。
根据技术路线的不同,固态电池主要分为三类:聚合物全固态电池、氧化物全固状态能硫化物全固态电池。
聚合物全固态电池的研究可追溯至1973年,而氧化物全固状态能早已在1953年就开始了探索。硫化物全固态電蓄那是1981年才被提出。
聚合体 全 固 电 蓄 的 主 要 优 点 在 于 它 能 易 地 被 处理 成 较 大 容 量 的 电芯,其机械性能柔软,与当前使用的大多数电子产品兼容。此外,由于其工艺接近目前流行的锂离子技术,它更容易通过对现有设备的小幅度改进来实现批量生产。
然而,聚合体 全 固 电 蓄 也 有 其 缺 点,其中包括较低的离子导率。这意味着它们需要在60摄氏度以上才能达到最佳运作水平,即10^-3 S/cm左右。在保持高温的情况下工作,这对于提高能量密度是一个挑战。此外,由于材料本身是有机质,其化学性质不如无机材料好,而且跟磷酸铁锂系统兼容性良好,但跟三元体系则存在一定的问题,从而限制了能量密度提升空间。
氧化型 全 固 电 蓄 具有许多优势,比如耐高压能力强以及比聚合体更高的导率,可达10^-5-10^-3 S/cm。但是,它们也有局限性,如机械硬度较高,使得制备大容量单元变得困难。此外,与正极活性材料之间形成点接触而非面接触增加了界面损耗的问题,因此,制造出足够大的储存单元仍然是一个挑战。目前,氧化型通常会与液体或塑料结合,以形成混合型充放電系統以减少溶剂含量。
硫化型 全 固 电 蓄 拥有一些独特之处,比如他们拥有卓越的地缘通讯能力及柔软粒子结构,有助于形成稳定的表面接触。这使得硫化类型成为所有全面积累能源中唯一一款可以超越液態導體傳輸速度级别的一种材料,并且可能代表未来广泛应用中的关键技术路径。
尽管如此,该硅基充放電技術也存在一些挑战之一就是成本非常昂贵,以及空气稳定性的问题。由于这些原因,在实际应用中,对该材料进行处理、运输和加工都显得尤为困难,这限制了它广泛使用的一个前提条件。