我认为聚合物全固态电池的主要优点是:它容易加工,可以制造出较大容量的电芯,并且具有良好的机械性能。与目前使用的电解液相比,它们在各项性能上有许多相似之处。此外,由于工艺和现有的锂电池非常接近,这使得它们成为最易通过改造现有设备实现大规模生产的固态电池。
聚合物全固态电池自1973年起就开始研究,而氧化物全固态电池更早一些,于1953年便开始了相关研究。而硫化物全固状态电池则是在1981年才开始探索。
虽然聚合物全固体状态电池具有诸多优势,但它也存在一些缺点。例如,其离子导率最低,需要加热到60度以上才能提升至10^-3 S/CM左右,因此必须保持高温状态。这限制了其能量密度,因为聚合材料作为有机材料,其化学性能并不如无机材料好,而且跟磷酸铁锂兼容性不错但跟三元系统兼容性差,因此无法进一步提高能量密度。
氧化物全固体状态电池的一个显著优点是耐高压,并且其导率远高于聚合型。氧化体离子的导率可以达到10^-5-10^-3 S/CM水平,但这仍然落后于液态溶剂。LAGP和LATP等氧化体被广泛认可为典型代表。
然而,氧化型也有其不足之处,如机械硬性强,使得制备大容量芯片变得困难。此外,与正极活性材料之间的界面稳定性也不佳,导致从表面接触转变为点接触,从而增加了损耗。此种缺陷阻碍了采用该技术以减少溶剂含量并实现真正的大容量芯片生产。
最后,我认为硫化质料是一种前景十分光明的选择,因为它具备优秀的通道特性和柔软粒子,使得形成良好的界面成为可能,是所有其他类型中唯一能够超越液状溶剂的一种。在未来的发展中,它可能会成为最具潜力的技术路径。但同样地,该类产品成本昂贵,同时空气稳定性的问题也是一个挑战。此外,由于硫基化学活力强烈,它与空气、有机溶剂及正负极活性材料都存在反应风险,这些因素都会影响生产、运输及处理过程,为广泛应用带来了障碍。