固態(tài)電池三大技術(shù)路線的優(yōu)缺點分析

固態(tài)電池按技術(shù)路線的不同，主要分為聚合物全固態(tài)電池、氧化物全固態(tài)電池、硫化物全固態(tài)電池三類。

聚合物全固態(tài)電池最早在1973年開始研究；氧合物全固態(tài)電池更早一些，于1953年就有研究；硫合物全固態(tài)電池最早于1981年開始研究。

聚合物全固態(tài)電池的主要優(yōu)點容易加工，可以制備較大容量的電芯，機(jī)械性能較軟，各項性能和目前使用的電解液有類似之處，工藝和現(xiàn)在的鋰電池比較接近，是最容易利用現(xiàn)有設(shè)備通過改造實現(xiàn)量產(chǎn)的固態(tài)電池。

聚合物全固態(tài)電池的主要缺點離子電導(dǎo)率最低，必須加熱到60度以上，離子電導(dǎo)率才會提升，接近10-3 S/CM，所以需要保持高溫的狀態(tài)。能量密度有局限，由于聚合物是有機(jī)物，電化學(xué)性能不好，不如其它固態(tài)無機(jī)固態(tài)電池材料，跟磷酸鐵鋰兼容性好，跟三元兼容性不好，導(dǎo)致能量密度無法提升。

氧合物全固態(tài)電池的主要優(yōu)點耐受高電壓，導(dǎo)電率高于聚合物。氧化物的離子電導(dǎo)率可達(dá)到10-5-3 S/CM的級別，但不如液態(tài)電解液。典型的代表有LAGP、LATP等氧化物。

氧合物全固態(tài)電池的主要缺點氧化物的機(jī)械性能堅硬，如果用其制作電解質(zhì)片，較容易破裂；與正極活性材料的固-固接觸不夠好，導(dǎo)致從面接觸變成點接觸，界面損耗過大；以上缺點造成大容量電芯很難制備，氧化物現(xiàn)在只能跟電解液或者聚合物復(fù)合，做成現(xiàn)在所使用的固液混合電池實現(xiàn)電解液含量的降低。

硫合物全固態(tài)電池的主要優(yōu)點接觸性好，所以整體的離子電導(dǎo)率非常好，粒子比較柔軟，固固接觸容易形成面接觸，是所有固態(tài)電池材料中唯一能超過液態(tài)電解液離子電導(dǎo)率水平的材料，也是全固態(tài)電池未來最有可能的技術(shù)路線。

硫合物全固態(tài)電池的主要優(yōu)點產(chǎn)品成本非常高，空氣穩(wěn)定性較差。硫化物化學(xué)活性很強(qiáng)，與空氣、有機(jī)溶劑、正負(fù)極活性材料反應(yīng)都很強(qiáng)，因此界面穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致生產(chǎn)、運輸、加工等環(huán)節(jié)都十分困難，限制了它的廣泛應(yīng)用。