Phân tích ưu nhược điểm của 4 lộ trình công nghệ pin lithium năng lượng

Theo các lộ trình kỹ thuật khác nhau, pin thể rắn chủ yếu được chia thành polyme tất cả pin trạng thái rắn, oxit tất cả pin trạng thái rắn và sulfua tất cả pin trạng thái rắn.
Tất cả pin polymer trạng thái rắn được nghiên cứu lần đầu tiên vào năm 1973;Pin oxygenate tất cả trạng thái rắn là sớm hơn, được nghiên cứu vào năm 1953;Hợp chất lưu huỳnh tất cả pin trạng thái rắn được nghiên cứu lần đầu tiên vào năm 1981.
Ưu điểm chính của pin polyme all solid state: dễ gia công, có thể chuẩn bị các tế bào dung lượng lớn, có tính chất cơ học mềm, có tính chất tương tự với chất điện phân đang được sử dụng và quy trình tương đối gần với pin lithium hiện tại.Việc sử dụng các thiết bị hiện có để thực hiện sản xuất hàng loạt thông qua chuyển đổi là cách dễ dàng nhất.
Nhược điểm chính của pin polyme all trạng thái rắn: độ dẫn ion là thấp nhất, phải được làm nóng đến hơn 60 độ trước khi độ dẫn ion có thể được cải thiện, gần 10-3 s / cm, vì vậy cần phải duy trì một trạng thái nhiệt độ cao.Mật độ năng lượng có giới hạn.Bởi vì polyme là chất hữu cơ và có hiệu suất điện hóa kém, nó không tốt bằng các vật liệu pin vô cơ trạng thái rắn ở trạng thái rắn khác.Nó có khả năng tương thích tốt với lithium iron phosphate và kém tương thích với bậc ba, dẫn đến không thể cải thiện mật độ năng lượng.
Ưu điểm chính của pin oxygenate all solid state: chịu được điện áp cao và độ dẫn điện cao hơn polymer.Độ dẫn ion của oxit có thể đạt đến mức 10-5-3 s / cm, nhưng nó không tốt bằng độ điện ly của chất lỏng.Ví dụ điển hình bao gồm các oxit như LAGP và LATP.
Nhược điểm chính của ôxy hóa tất cả các pin trạng thái rắn: tính chất cơ học của ôxít là cứng.Nếu nó được sử dụng để làm tấm điện phân, nó rất dễ bị vỡ;Tiếp xúc rắn-rắn với vật liệu hoạt động tích cực không đủ tốt, dẫn đến sự thay đổi từ tiếp xúc bề mặt sang tiếp xúc điểm, và tổn thất bề mặt quá lớn;Những nhược điểm trên gây khó khăn cho quá trình bào chế ô dung lượng cao.Bây giờ oxit chỉ có thể được hợp chất với chất điện phân hoặc polyme để tạo ra pin lai rắn-lỏng được sử dụng hiện nay, để giảm hàm lượng chất điện phân.
Ưu điểm chính của hợp chất lưu huỳnh tất cả các pin trạng thái rắn: tiếp xúc tốt nên độ dẫn ion tổng thể rất tốt, các hạt tương đối mềm, tiếp xúc rắn-rắn dễ tạo thành tiếp xúc bề mặt.Đây là vật liệu duy nhất có thể vượt quá mức độ dẫn ion của chất điện phân lỏng trong tất cả các vật liệu pin trạng thái rắn, và nó cũng là con đường kỹ thuật khả thi nhất của tất cả pin trạng thái rắn trong tương lai.
Ưu điểm chính của hợp chất lưu huỳnh tất cả các pin trạng thái rắn: giá thành sản phẩm rất cao và độ ổn định không khí kém.Sunfua có hoạt tính hóa học mạnh và phản ứng mạnh với không khí, dung môi hữu cơ và các vật liệu hoạt động tích cực và tiêu cực.Do đó, độ ổn định của giao diện kém, dẫn đến khó khăn trong quá trình sản xuất, vận chuyển và chế biến, hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi của nó.