导语:聚合物全固态电池的主要优势在于其易加工性,能够制造出较大容量的电芯,并且具有软化性能,接近目前使用的电解液,其工艺与现有的锂电池相似,因此是最容易通过改造现有设备实现大规模生产的固态电池。然而,这种技术路线从1973年便开始研究,但仍面临着离子传导率低的问题,即必须保持60度以上的高温状态才能提升离子传导率至10-3 S/CM左右。此外,由于聚合物材料本身存在缺陷,如不如无机材料表现出色,以及与某些正负极材料兼容性差,都限制了它能量密度提升空间。
聚合物全固态电池技术路线分为三个主要类型:聚合物全固态、氧化物全固态和硫化物全固态。其中,氧化物全固态电子器件以其耐高压和高离子传导率而受到关注,其离子传导率可达到10-5-3 S/CM级别,比聚合品更具优势。不过,由于氧化体材质硬且机械性能不佳,对大容量芯片制作构成挑战。此外,与活性材料之间的界面问题导致了额外损耗,使得该技术难以实现大量生产。
硫化物全固态电子器件则因其良好的接触能力和柔软粒子的特点,被认为是未来可能实现的大型应用之一,它们拥有比任何其他金属或非金属都要强大的离子传导能力。但是,该技术也伴随着产品成本昂贵以及空气稳定性的不足,硫化体对空气、有机溶剂及正负极活性材料反应强烈,这使得生产、运输和加工过程复杂,对广泛应用造成障碍。