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解密固态电池未来中国电业期刊网揭秘三大技术路线的闪耀与挑战

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似,更容易通过现有设备改造实现规模化生产。这些特点使其成为将技术转化为商业应用的前沿者。

分为三大类别的固态电池技术路线,包括聚合物全固态、氧化物全固状态以及硫化物全固态,每一类都具有独特的历史起源。聚合物全固态电池自1973年便开始研究;氧化物全固状态更早远,在1953年就已经有了探索;而硫化物全固状态则是在1981年才被引入研究之列。

聚合物全固态电池凭借其良好的加工性和较大的能量容量,是最具潜力的实用型产品。不过,它也面临着离子传导率相对较低的问题,仅在60度以上时才能达到接近10-3 S/CM的水平,因此需要维持高温环境。此外,由于材料本身是有机质,其电化学性能不如无机材料,对磷酸铁锂兼容性佳,但与三元材料不兼容,这限制了它进一步提升能量密度的手段。

氧化物全固状电池因其耐高压和高离子传导率(可达10^-5~10^-3 S/CM)的优点,被广泛认为是未来发展方向之一。典型代表如LAGP、LATP等氧化体显示出良好性能。但同样存在机械硬度导致破裂风险,以及与正极活性材质接触不足的问题,使得大容量芯片难以制备,只能通过与液体或聚合体复合以降低溶剂含量实现混合型设计。

硫化物 全 固 电 汽 的 主 要 优 势 在 于 高 除 离 率 和 良 好 的 接 触 性 能,可以形成面向联系,从而展现出超越液体状電解質的表现力。但它同时也承担着极高成本和空气稳定性的挑战,因为硫基化学活性强,不仅会反应于空气,而且对正负极活性材质也有很强的情感反应,这限制了它在实际应用中的扩散范围。

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