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固态电池三大技术路线对偶分析整流模块之优与缺

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,其机械性能较为柔软,与当前使用的电解液具有相似的特性。它的工艺与现有的锂电池相似,使得利用现有设备进行改造实现量产成为可能。

截至目前,固态电池可以分为三大技术路线:聚合物全固态、氧化物全固态和硫化物全固态。聚合物全固状态电池最早于1973年开始研究,而氧化物和硫化物则分别在1953年和1981年展开了研究。

聚合质材料作为基础构成,可以轻松地被加工成各种形状,从而制备出较大的能量储存单元。然而,这种材料存在着几个关键缺陷。一方面,由于其化学性质,它对高温非常敏感,只有当温度达到60摄氏度时,离子才能顺畅移动。此外,由于聚合体本身是有机材料,它们对于能量密度的限制远不如无机材料那么宽广。此外,它们与某些正极活性材料之间也存在兼容性的问题,这进一步限制了能量密度的提升空间。

另一方面,氧化型材料由于它们耐受高压以及更高的导率(比如10^-5 S/CM),成为了另一个值得关注的领域。然而,他们因机械性能过硬且容易破裂而受到限制。而且,因为它们与正极间接触不足以形成良好的界面,因此造成了更多损耗。这意味着制造出大量容纳能力的大型单元变得困难,并且只能通过将它们与电子液体或其他聚合体结合,以减少所需液体数量来解决这一问题。

最后,硫基材料因为其良好的接触特性和柔软粒子的特点,在所有这些类型中拥有最高的离子导率水平,即使超过了传统电子液体。这使得硫基材料成为未来最具潜力的选项。但是,由于是化学反应强烈,对空气稳定性差,同时产品成本昂贵,而且需要处理多种危险溶剂及反应介质等,都给予它应用上的挑战。在生产、运输及加工过程中保持稳定是一个巨大的障碍,严重阻碍了这项技术路线发展进程中的广泛应用可能性。

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