تجزیه و تحلیل مزایا و معایب چهار مسیر فناوری باتری لیتیومی قدرت

با توجه به مسیرهای فنی مختلف، باتری های حالت جامد عمدتا به باتری های پلیمری تمام حالت جامد، اکسیدی تمام باتری های حالت جامد و سولفیدی تمام باتری های حالت جامد تقسیم می شوند.
تمام باتری پلیمری حالت جامد برای اولین بار در سال 1973 مورد مطالعه قرار گرفت.تمام باتری های حالت جامد اکسیژن دار قبل از آن است که در سال 1953 مورد مطالعه قرار گرفت.ترکیب سولفور باتری تمام حالت جامد برای اولین بار در سال 1981 مورد مطالعه قرار گرفت.
مزایای اصلی باتری پلیمری تمام حالت جامد: پردازش آن آسان است، می تواند سلول های با ظرفیت بالا را آماده کند، دارای خواص مکانیکی نرم است، دارای خواص مشابه با الکترولیت مورد استفاده در حال حاضر، و فرآیند نسبتا نزدیک به باتری لیتیوم فعلی است.آسان ترین استفاده از تجهیزات موجود برای تحقق تولید انبوه از طریق تبدیل است.
عیب اصلی باتری تمام حالت جامد پلیمری: رسانایی یونی کمترین میزان است، که قبل از بهبود هدایت یونی باید تا بیش از 60 درجه گرم شود، نزدیک به 10-3 ثانیه بر سانتی متر، بنابراین لازم است حالت دمای بالاچگالی انرژی محدود است.از آنجایی که پلیمر آلی است و عملکرد الکتروشیمیایی ضعیفی دارد، به خوبی سایر مواد باتری غیرآلی حالت جامد نیست.سازگاری خوبی با فسفات آهن لیتیوم و سازگاری ضعیف با سه تایی دارد و در نتیجه قادر به بهبود چگالی انرژی نیست.
مزایای اصلی باتری تمام حالت جامد اکسیژن: مقاومت در برابر ولتاژ بالا و رسانایی بالاتر نسبت به پلیمر.رسانایی یونی اکسید می تواند به سطح 10-5-3 ثانیه بر سانتی متر برسد، اما به خوبی الکترولیت مایع نیست.نمونه های معمولی عبارتند از اکسیدهایی مانند LAGP و LATP.
معایب اصلی باتری تمام حالت جامد اکسیژن: خواص مکانیکی اکسید سخت است.اگر از آن برای ساخت ورق الکترولیت استفاده شود، شکستن آن آسان است.تماس جامد و جامد با ماده فعال مثبت به اندازه کافی خوب نیست، در نتیجه از تماس سطحی به تماس نقطه ای تغییر می کند، و از دست دادن رابط بسیار زیاد است.معایب فوق، تهیه سلول های با ظرفیت بالا را دشوار می کند.اکنون اکسید را فقط می توان با الکترولیت یا پلیمر ترکیب کرد تا باتری هیبریدی جامد-مایع مورد استفاده در حال حاضر ساخته شود تا محتوای الکترولیت کاهش یابد.
مزایای اصلی ترکیب گوگرد تمام باتری حالت جامد: تماس خوب، بنابراین هدایت یونی کلی بسیار خوب است، ذرات نسبتاً نرم هستند و تماس جامد و جامد به راحتی تماس سطحی را تشکیل می دهد.این تنها ماده ای است که می تواند از سطح هدایت یونی الکترولیت مایع در تمام مواد باتری حالت جامد فراتر رود و همچنین ممکن است فنی ترین مسیر برای تمام باتری های حالت جامد در آینده باشد.
مزایای اصلی ترکیب گوگرد تمام باتری حالت جامد: هزینه محصول بسیار بالا و پایداری هوا ضعیف است.سولفید دارای فعالیت شیمیایی قوی و واکنش قوی با هوا، حلال های آلی و مواد فعال مثبت و منفی است.بنابراین، پایداری رابط ضعیف است، و در نتیجه مشکلاتی در تولید، حمل و نقل و پردازش ایجاد می‌شود که کاربرد گسترده آن را محدود می‌کند.