导语:聚合物全固态电池的主要优势在于其易于加工和大容量生产,机械性能柔软,与现有锂电池工艺相近,易于通过改造现有设备实现规模化生产。这种技术路线分为三类:聚合物全固态、氧化物全固态以及硫化物全固态,每种都具有独特的历史和发展轨迹。
聚合物全固态电池自1973年起便开始研究,其优点包括容易加工、大容量制造能力以及与目前使用的液体电解液相似的性能。然而,这种技术也面临离子传导率较低的问题,必须在60°C以上才能显著提升,使得稳定运行成为挑战。此外,由于材料本质是有机性质,其能量密度受限且不如无机材料,兼容性问题进一步限制了能量密度的提升潜力。
氧化物全固态电池从1953年就开始研究,它们具有更高的耐压能力和离子传导率,但仍未达到液体电解液水平。典型代表包括LAGP和LATP等氧化物材料。不过,这类材料因硬质而可能导致片裂问题,并且与正极活性材料之间存在界面损耗风险,使得大容量芯片制造变得困难。
硫化物全固态电池自1981年起被探索,它们以出色的接触性、高离子传导率而闻名,是所有类型中最具潜力的候选者。但同时,也带来了一系列挑战,如高成本、空气稳定性的缺乏,以及化学活性的强烈反应对界面的不利影响。这使得其在实际应用中的可行性受到严重考验。