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固态电池三大技术路线直流电源优缺点分析在物品应用场景中的探讨

我将重新表述这段内容,以保持原有信息量的同时,采用不同的语言和结构:

固态电池技术的发展已经迈出重要一步,我们首先要了解的是聚合物全固态电池,它在1973年就开始了研究。它的一大优势是易于加工,可以生产较大容量的电芯,并且具有柔软的机械性能,与当前使用的电解液在各项性能上有相似的表现。此外,由于工艺与现有的锂电池相近,这种类型的固态电池最容易通过改造现有设备实现批量生产。

然而,聚合物全固态电池也存在一些不足之处。首先,它们离子导率最低,必须加热到60度以上才能提升到接近10-3 S/CM水平,因此需要维持高温状态。其次,由于聚合物是有机材料,其电化学性能不如无机材料,所以能量密度受到了限制。此外,这类材料跟磷酸铁锂兼容性好,但跟三元材料兼容性差,从而限制了能量密度的提升。

氧化物全固态电池则以其耐高压和高导率著称,其中典型代表包括LAGP、LATP等氧化物。它们能够提供比聚合物更好的离子导率,可达到10-5-3 S/CM级别。但是,这种类型的氧化物由于机械性能坚硬,在制造过程中可能会破裂,而且与正极活性材料之间存在着不良的固体-固体接触问题,从而导致界面损耗过大。这使得制作大容量电子芯片变得困难,最终只能与电子液或者聚合品复合来实现对电子液含量的大幅减少。

最后,硫化物全固态電池因其接触性好而备受关注,因为它们能够形成面向面的稳定接触,有望超过液態電解質之離子導率水平,是未来所有類型電池中最具潜力的技術路線。不过,它们产品成本非常高,并且空气稳定性较差,对环境条件要求严格,因此在生产、运输和加工等环节都带来了诸多挑战,为广泛应用所阻碍。

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