固態(tài)電池三大技術(shù)路線對比

       固態(tài)電池有三大主流技術(shù)路線：聚合物固態(tài)電池,、氧化物固態(tài)電池,、硫化物固態(tài)電池,。固態(tài)電池的不同技術(shù)路線主要由不同的固態(tài)電解質(zhì)進行區(qū)分。根據(jù)固態(tài)電解質(zhì)的分類，固態(tài)電解質(zhì)主要有三大技術(shù)路線：

       聚合物電解質(zhì),、氧化物電解質(zhì)、硫化物電解質(zhì),。其中,，聚合物電解質(zhì)屬于有機電解質(zhì)，氧化物電解質(zhì)和硫化物電解質(zhì)屬于無機電解質(zhì),。理想的固態(tài)電解質(zhì)材料應(yīng)該擁有高離子電導(dǎo)率,，對鋰金屬具有化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，能夠很好地抑制鋰枝晶產(chǎn)生,，制造成本較低,，無需使用稀有金屬等特點。但目前三大技術(shù)路線各有優(yōu)缺點,，未有能同時滿足以上要求的,，在技術(shù)突破上仍存在一定的難度,?？偟膩碚f，硫化物電解質(zhì)在全固態(tài)電池中頗具有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

       聚合物電解質(zhì)：聚合物的優(yōu)點是易加工,，與現(xiàn)有的電解液生產(chǎn)設(shè)備,、工藝都比較兼容，機械性能好,。其缺點包括：（1）離子電導(dǎo)率太低,，需要加熱到 60℃高溫才能正常充放電；（2）化學(xué)穩(wěn)定性較差,，無法適用于高電壓的正極材料,，在高溫下也會發(fā)生起火燃燒的現(xiàn)象；（3）電化學(xué)窗口窄,，電位差太大時（>4V）電解質(zhì)易被電解,，使得聚合物的性能上限較低。

       氧化物電解質(zhì)：其優(yōu)點在于具有較好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性,，離子電導(dǎo)率比聚合物更高,，熱穩(wěn)定性高達1000℃，機械穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性都較好,。其缺點包括：（1）相對于硫化物,，其離子電導(dǎo)率偏低，使得氧化物固態(tài)電池在性能提升過程中會遇到容量,、倍率性能受限等一系列問題,；（2）氧化物非常堅硬，導(dǎo)致固態(tài)電池存在剛性界面接觸問題,，在簡單的室溫冷壓情況下,，電池的孔隙率非常高,，可能導(dǎo)致電池?zé)o法正常工作。

       硫化物電解質(zhì)：離子電導(dǎo)率最高,，機械性能好,，并且電化學(xué)穩(wěn)定窗口較寬（5V 以上），工作性能表現(xiàn)優(yōu)異,，在全固態(tài)電池中發(fā)展?jié)摿ψ畲?。其缺點包括：（1）界面不穩(wěn)定，容易與正負(fù)極材料發(fā)生副反應(yīng),，造成界面高阻抗,，導(dǎo)致內(nèi)阻增大；（2）在制備工藝層面,，硫化物固態(tài)電池的制備工藝比較復(fù)雜,，且硫化物容易與空氣中的水、氧氣反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫劇毒氣體,。

       其中,，聚合物電解質(zhì)發(fā)展最為迅速，技術(shù)較成熟,，最早推進商業(yè)化應(yīng)用,，已實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，但存在電導(dǎo)率低等缺點,，性能上限較低,，到目前也并未大面積鋪開。氧化物電解質(zhì)各方面的性能表現(xiàn)較為均衡,，目前進展較快,。硫化物電解質(zhì)的電導(dǎo)率較高，性能表現(xiàn)優(yōu)異,，適用于電動車,，商業(yè)化潛力大，但研究難度也大,，如何保持較高穩(wěn)定性有待解決,。對固態(tài)電解質(zhì)的關(guān)鍵問題實現(xiàn)技術(shù)突破，將有望加速產(chǎn)業(yè)化的進程,。