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。由于工艺接近现有锂电池,这使得它成为最容易通过改造现有设备实现大规模生产的固态电池类型。
文章中提到,固态电池可以根据技术路线分为三类:聚合物全固态、氧化物全固态和硫化物全固状态。其中,聚合物全固状态首次研究始于1973年,而氧化物全固状态则更早出现在1953年。硫化物全固状则从1981年开始探索。
聚合型全溶媒的优点包括便捷加工、容量可达较高水平以及良好的机械特性,使得它们在结构上接近当前使用的锂离子储能系统。然而,它们也存在一些缺点,如需要在60度以上才能达到10^-3 S/cm范围内的离子导率。此外,由于其材料是有机性的,它们通常表现不如无机材料,而且与磷酸铁锂相兼容,但对三元体系支持有限,从而限制了能量密度提升。
氧化型完全溶媒之所以值得关注,是因为它们耐受极高压力并拥有比聚合型更高的导通率。在典型代表LAGP和LATP等氧化材料中,其离子导通率可达10^-5至10^-3 S/cm级别。但这还不及流体电子介质。这意味着尽管氧化材料提供了一种可能降低电子介质含量的解决方案,但目前仍需进一步发展以克服制备大容量单元所面临的问题。
硫化型完全溶媒因其优异的一致性而被认为未来发展中的关键技术之一。这些材料柔软且能够形成良好接触,从而获得卓越的地道通道率,使之成为所有已知样本中唯一能超越液体电子介质的一个候选者。但同样地,它们带来的挑战包括成本昂贵以及对环境稳定性的担忧,因为他们非常活泼,对空气、有机溶剂和其他活性成分都反应强烈,这限制了它们在实际应用中的广泛使用可能性。