导语:聚合物全固态电池的主要优点是容易加工,可以制备较大容量的电芯,机械性能较软,各项性能和目前使用的电解液有类似之处,工艺和现在的锂电池比较接近,是最容易利用现有设备通过改造实现量产的固态电池。
聚合物全固态电池按技术路线分为三大类:聚合物全固态、氧化物全固态、硫化物全固状态。其中,氧化物全固状态更早于1953年就开始研究,而硫化物则在1981年才开始探索。
聚合体全面分析:
优点:易于加工,可制备较大容量;机械性能柔软,与当前使用的大多数电子产品兼容。
缺点:离子传导率低,需加热至60度以上才能提升到10^-3 S/cm级别,因此需要保持高温状态。能量密度受限,因为其材料本身具有化学特性不佳,不如无机材料表现良好,对磷酸铁锂兼容性强,但与三元系统相比兼容性差,因此无法提升能量密度。
氧化体全面分析:
优点:耐受高压力,有着比聚合体更高的一般离子传导率(达到10^-5 S/cm),但远未超越液态溶剂。
缺点:由于硬质,其用作原料制作薄片时容易破裂;与正极活性材料之间存在严重的问题,使得从表面接触转变成针对性的接触导致大量界面损耗;这些缺陷使得生产大容量储存单元变得困难,只能结合其他材料,如溶液或塑料以降低含水比例形成混合型燃尽式充放电系统。
硫化体全面分析:
优点:具有出色的亲和力,从而提供了最佳的一般离子传导速率,在所有坚实质地中仅次于纯粹无机组件,同时具备柔韧结构,便于形成平坦联系,这是目前唯一可能超过当前商业可用的每一款整流器技术水平的组件。
缺陷:因其高度反应活性,它们对于空气稳定性非常弱且对空气、有机溶剂及正负极活性介质均产生强烈反应。在整个生产过程中尤其是在运输、处理等环节,因此它限制了广泛应用潜力。