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,并且具有较软的机械性能,这使得它与当前使用的电解液在性能上存在一定程度的相似性。由于工艺与现有的锂电池相近,它是最容易利用现有设备进行改造并实现大规模生产的一种固态电池。
文章内容如下:
聚合物全固态电池作为研究时间较长的一个技术路线,其起步始于1973年。而氧化物全固态电池则更早先于1953年便开始了研究;硫化物全固态电池则是在1981年才开始研发。
聚合物全固状态电池之所以备受瞩目,是因为它具有一系列优点。首先,它能够轻松地通过加工来制备出高容量的电子单元。此外,由于材料柔软,便于操作,同时其工作原理与目前广泛应用的液体溶剂相似,使得其转换成本远低于其他类型。然而,这些优势并非无缺陷。一旦达到60度以上,离子才能流动起来,其速度仅为10-3 S/CM左右,因此需要保持高温环境。此外,由於為有機材料,電化學性能不如無機材料,而且與磷酸铁锂兼容良好,但與三元系統不兼容,這限制了能量密度提升。
氧化物全固状态电池以其耐用性和高导率著称。离子可以以每秒10^-5至10^-2 S/CM这样的速度流动。但尽管如此,与水基溶剂相比,它们仍显得逊色。此类氧化物包括LAGP、LATP等。
然而,即便如此,该技术也面临诸多挑战。首先,由於氧化体硬质,不利於製成較大的電芯;其次,与正极活性材料之间的接触效率不足,以致从表面接触变成了点接触,从而导致界面损耗过大。这意味着制造大容量单元变得更加困难,而目前只能将它们与液体或聚合物结合起来,以形成混合型储能系统,从而降低含水量。
最后,我们还有硫化物全固状态 电池。这一技术路线因其卓越表现而受到关注——尤其是在离子传输速率方面,如同液体溶剂一样迅速。此外,由於粒子的柔韧性,使得它们更易形成均匀且稳定的接触。在所有可能的大众商业应用中,只有硫化料还能超越水基溶媒,在这一领域内占据领先地位,对未来可行性的探索充满希望。但即便如此,该技术也有许多挑战要克服,比如成本昂贵,以及对空气和化学品等刺激性的反应敏感,这些都限制了该解决方案在实际应用中的扩展潜力。
总结来说,每个不同类型都带来了独特的问题和机遇,并要求进一步研究以克服这些挑战,为未来的能源解决方案提供更多选择。