ISI縮略詞索引消費者、計算和通信鎳錳鈷氧化物，Ni:Mn:Co比為8:1:1（LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2）AAM陽極活性材料AGVAM活性物質(zhì)BEV電動汽車動力電池CAGR復(fù)合年增長率CAM正極活性物質(zhì)CC電流集電體cEV商用電動車DEC碳酸二乙酯（用于液體電解質(zhì)的有機溶劑）DMC碳酸二甲酯（用于液體電解質(zhì)的有機溶劑）EC碳酸乙烯酯（用于液體電解質(zhì)的有機溶劑）EMC乙甲碳酸酯（用于液體電解質(zhì)的有機溶劑）ESSHE-NMC高能量鋰鎳錳鈷氧化物KPI關(guān)鍵績效指標(biāo)LCO氧化鋰鈷LFP磷酸鐵鋰LGPSLIB鋰離子電池LiOx-concept帶鋰陽極和氧化物固體電解質(zhì)的SSB電池概念LiPo-concept帶鋰陽極和聚合物固體電解質(zhì)的SSB電池概念LiPON磷氧氮化鋰LISICON超離子導(dǎo)體鋰LiSu概念具有鋰陽極和硫化物固體電解質(zhì)的SSB電池概念LLO富鋰層狀氧化物L(fēng)LZO鋰鑭鋯氧化物L(fēng)MFP鋰錳鐵磷酸鹽LPS磷硫酸鋰，硫代磷酸鋰LTO鈦酸鋰NASICON超離子導(dǎo)體鈉氧化鋰鎳鈷鋁鋰鎳錳鈷氧化物鋰鎳錳鈷氧化物，Ni:Mn:Co比例為8:1:1（LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2）NMCA鋰鎳錳鈷鋁氧化物OEM原始設(shè)備制造商PEO聚氧乙烯pEV乘用電動車PHEV插電式混合動力電動車PVDF聚偏氟乙烯固態(tài)正極液SE固態(tài)電解質(zhì)SEI固體電解質(zhì)界面SiMP硅微粒SiNP硅納米顆粒SiSu概念具有硅陽極和硫化物固體電解質(zhì)的SSB電池概念固態(tài)電池Contents2前言4Vorwort5執(zhí)行摘要6關(guān)鍵結(jié)果7關(guān)鍵挑戰(zhàn)8總結(jié)和關(guān)鍵成果121.3出版物和專利分析202固態(tài)電池的組成部分242.1從材料到電池的固態(tài)電池242.4.固態(tài)電解質(zhì)2.4.1.氧化物電解質(zhì)322.4.2.硫化物電解質(zhì)362.4.3.聚合物電解質(zhì)402.5.其他材料和組件442.6.組件間的兼容性46Contents3固態(tài)電池生產(chǎn)483.1.固態(tài)電池處理483.1.1.陰極和陰極復(fù)合材料處理483.1.2.陽極處理503.1.3.固3.1.4.固態(tài)電池制造工藝543.2.材料可用性和可持續(xù)性方面563.3.經(jīng)濟方面584有潛力的固態(tài)電池電芯概念604.1.固態(tài)電池的應(yīng)用關(guān)鍵績效指標(biāo)604.2.固態(tài)電池電芯概念概述624.3.氧化物電解質(zhì)固態(tài)電池（LiOx概念）644.4.帶有Li陽極的硫化物電解質(zhì)固態(tài)電池（LiSu概念）684.5.帶有Si陽極的硫化物電解質(zhì)固態(tài)電池（SiSu概念）724.6.聚合物電解質(zhì)固態(tài)電池（LiPo概念）764.7.電池概念的能量密度805路線圖845.1.材料到細(xì)胞路線圖845.2.細(xì)胞到應(yīng)用路線圖886結(jié)論與展望94參考文獻96致謝107版權(quán)聲明108Preface4固態(tài)電池（SSB）的這份路線圖是作為聯(lián)合項目BEMAII的一部分而制定的，該項目由聯(lián)邦教育和研究部（BMBF）根據(jù)“2020電池”倡議資助發(fā)展。FraunhoferISI通過路線圖和監(jiān)控過程，戰(zhàn)略信息處理以及科學(xué)進展和技術(shù)轉(zhuǎn)移信息交流的狀態(tài)研討會，支持德國電池研究。作為伴隨項目的一部分，將制定路線圖“2030年高能量電池及未來電池技術(shù)展望”（2017年）的更新版本。除了固態(tài)電池路線圖，2022年和2023年還將制定下一代電池的路線圖以及高能量LIB的更新版本?！癇attery2020”.FraunhoferISI通過路線圖和監(jiān)測過程、戰(zhàn)略信息處理以及科學(xué)進展和技術(shù)轉(zhuǎn)移的信息交流研討會，支持德國電池研究。作為伴隨這些路線圖也是對在“電池研究工廠”（DachkonzeptForschungsfabrikBatterie）傘形概念下獲得資助的能力集群的補充和支持，例如BMBF固態(tài)電池能力集群FestBatt。在傘形概念中，BMBF匯集了所有先前的電池研究資助措施和程序，包括“電池2020”資助計劃。傘形概念的一個重要部分是建立電池能力集群，以加強和進一步發(fā)展未來相關(guān)主題的研發(fā)能力。目前，德國在以下領(lǐng)域資助能力集群和創(chuàng)新平臺：（智能)電池單體生產(chǎn)、回收和綠色電池、電池利用概念、電池材料、固態(tài)電池、分析和質(zhì)量保證?！癇attFutur”青年人才培養(yǎng)計劃也有助于建立專業(yè)知識。傘形概念資助的另一個重要焦點是在“電池單體生產(chǎn)研究機構(gòu)”（FFB）倡議框架內(nèi)實施研發(fā)成果。該倡議包括建立用于大規(guī)模驗證和將有前景的研發(fā)概念轉(zhuǎn)移到工業(yè)生產(chǎn)的研究基礎(chǔ)設(shè)施和研發(fā)生產(chǎn)線。量保證。“BattFutur”青年人才培養(yǎng)計劃也致力于建立專業(yè)知識。傘形概念資金的另一個重要焦點是在“電池單體生產(chǎn)研究機構(gòu)”(FFB)倡議的框架內(nèi)實施研究成果。它包括建立一個研5VorwortVorwort本固體電池（SSB）路線圖是作為BMBF資助的Batterie2020倡議的BEMAII陪同項目的一部分而產(chǎn)生的。FraunhoferISI在這一過程中通過路線圖和監(jiān)測過程、戰(zhàn)略信息處理和關(guān)于學(xué)術(shù)進展和技術(shù)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)研討會來支持德國電池研究。在陪同措施的框架下，將產(chǎn)生關(guān)于“能量儲存路線圖（2017更新）-高能量電池2030+及未來電池技在2022年和2023年制定“替代電池技術(shù)”路線圖和“高能量LIB”更新。這些路線圖還補充和支持BM年還將制定“替代電池技術(shù)”路線圖以及“高能LIB”更新。這些路線圖還將補充和支持基于電池研究工廠綜合概念，如聯(lián)邦教育與研究部所資助的諸如固態(tài)電池BMBF專業(yè)能力集群等。在電池研究工廠綜合概念中，聯(lián)邦教育與研究部負(fù)責(zé)進行。量保證。新秀培養(yǎng)倡議“BattFutur”也為專業(yè)能力的建設(shè)做出貢獻。該框架資助的另一個重要重點是在“電池單體研究工廠”（FFB）倡議范圍內(nèi)實施研究和開發(fā)成果。它包括建立ExecutiveSummary6ExecutiveSummary盡管汽車行業(yè)仍是鋰離子電池（LIB）技術(shù)發(fā)展和優(yōu)化的推動用中。然而，對基于液體電解質(zhì)的LIB進行進一步優(yōu)化的潛力來發(fā)展，并與未來十年LIB的預(yù)期發(fā)展進行了基準(zhǔn)比較。SSB的關(guān)鍵組成部分是固體電解質(zhì)（SE）。目前，三種SE材料看起來最有前途，分別是氧化物電解質(zhì)、硫化合物電解質(zhì)。氧化物電解質(zhì)通常具有高機械和化需要高溫處理（燒結(jié)脆性，并且離子導(dǎo)電性相化物電解質(zhì)在機械上比氧化物SE更柔軟、更可塑且更易加工屬和高電位CAM的化學(xué)兼容性有限。聚合物電解質(zhì)在所有SE中是最成熟的，材料易獲得并具有生產(chǎn)技術(shù)。室限，與高電位CAM的化學(xué)兼容性差，并且由于離造成限制性電流密度較低是實現(xiàn)更廣泛市場應(yīng)用類型的SE正在研發(fā)中（如鹵化物），但仍處于早期研究階段。關(guān)鍵結(jié)果。鋰金屬和硅是最有前途的陽極活性材料（AAM）。Li金屬一代LIB的首選技術(shù)。然而，目前硅陽極基SSB實現(xiàn)的能量密度通常低于基于Li金屬的，但研究正在加緊。有前景的陰極磷酸鐵鋰（LFP）以及從長遠(yuǎn)來看可能是硫或高電位材料。的分層氧化物。LFP材料之所以有趣，主要是因為其較低的成本和更大在這份路線圖報告中，詳細(xì)討論了四種有前景的電池概念:鋰金屬陽極和氧化物層狀陰極與（1）氧化物和（2）硫化物SE（3）硅陽極和層狀氧化物陰極與硫化物SE，和（4）鋰陽極和聚合物SE的LFP陰極?；贚i金屬陽極和氧化物SE的SSB的試點生產(chǎn)可能從2進一步改善固體電解質(zhì)與活性材料之間的化SSB的關(guān)鍵績效指標(biāo)態(tài)電解質(zhì)LIB的性能改進。最相關(guān)的KPI是能量密度，安全ExecutiveSummary8度的反應(yīng)性，硫化物固態(tài)電解質(zhì)可以與水反硫化氫。固態(tài)電池的長期穩(wěn)定性和壽命預(yù)計額外挑戰(zhàn)。固態(tài)電池的成本對其實施至關(guān)重要上無法估計。最初，與最先進鋰離子電池相比積動力學(xué)的離子電導(dǎo)率有限，目前對于快速后，固態(tài)電池還面臨來自液體電解質(zhì)鋰電池應(yīng)用,固態(tài)電池可能會被用于諸如客機等其他應(yīng)用。市場方面分之一，這意味著液體電解質(zhì)鋰電池仍將在導(dǎo)市場，固態(tài)電池預(yù)計需要一些時間才能成主要技術(shù)。盡管如此，如果固態(tài)電池能提供指標(biāo)改進并滲透到汽車等大眾市場，那么它和設(shè)備以及試驗生產(chǎn)方面，主要受亞洲（日)和美國主導(dǎo)。歐盟在材料研發(fā)方面具有一定的實力，但在。中長期內(nèi)將成為固態(tài)電池的主要應(yīng)用領(lǐng)域。），和測試程序可能較為寬松。對于氧化物固態(tài)可能是其初始應(yīng)用，有可能與工業(yè)重型設(shè)備關(guān)鍵挑戰(zhàn)技術(shù)挑戰(zhàn)及其影響現(xiàn)承諾的關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI）提升。這種不確定性需要ExecutiveSummaryProf教授JürgenJanek,吉森茵卡利大學(xué)&BMBF復(fù)合能力集群FestBatt協(xié)調(diào)員并行發(fā)展以及對不同方法的投資，這需要資助機與最先進的鋰離子電池競爭鍵績效指標(biāo)可以被視為基準(zhǔn)。改進液態(tài)電解開發(fā)工作仍在進行中，因此基準(zhǔn)不斷提高。固態(tài)電池的成本可能較高，與最先進的鋰離歐盟面臨的挑戰(zhàn)和機遇,但在專利申請、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、試生產(chǎn)、初創(chuàng)企業(yè)和了機會，從技術(shù)發(fā)展的一開始就積極參與。的擴大努力目前主要由非歐洲的參與者主導(dǎo)在固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。然參與者，除了研究之外，還需要公司和公共要在歐盟支持更高TRL級別的發(fā)展努力。Solid-statebatteryroadmap“CelltoApplication”(discussioninSection52)歐盟目標(biāo):第3代歐盟目標(biāo):第3代0.5?20.5?2TWhLIB市場公共汽??業(yè)應(yīng)?，例如AGV公共汽??業(yè)應(yīng)?，例如AGV?屬鋰和H2S的安全性???容量變化必須進?補償,?外部需加熱?50?80°C能量密度:能量密度:?屬鋰和H2S的安全性???容量變化必須進?補償,?外部需加熱?50?80°C能量密度:能量密度:每公?250-330?時，每升650-850?時KPILIBKPILIB[Limet[Limet[Li?屬]/[聚合物SE]/[聚合物SC,LFP]?期愿景歐盟目標(biāo):第四代千?時0+?時/升,千?時?業(yè)重型和惡劣環(huán)境設(shè)備?業(yè)重型和惡劣環(huán)境設(shè)備乘??客運航空儲藏儲藏客?和卡?客?和卡?事故情況下硫化物的相關(guān)信息必須考慮事故情況下硫化物的相關(guān)信息必須考慮所需壓?（氧化物，硫化物）/所需?外部壓?（聚合物）所需壓?（氧化物，硫化物）/所需?外部壓?（聚合物）[硫化物SC,NMC][氧化物SE]/[凝膠陰極,NMC]硫化物硫化物SE]/[硫化物SC,NMC]數(shù)值:275Wh/kg,650Wh/l[鋰?屬]/[鋰?屬]/[硫化物SE]/[硫化物SC,NMC]估值:340Wh/kg,770W[鋰?屬]/[鋰?屬]/[聚合物SE]/[聚合物SC,NMC]估值:440Wh/kg,900Wh/lZusammenfassungundKernergebnisse和核心結(jié)果ZusammenfassungundKernergebnisse盡管汽車市場仍然是推動鋰離子電池（LIB）技術(shù)發(fā)展和優(yōu)化的主要動力，但這些高能量電池目前也正在廣他移動和靜止應(yīng)用中。然而，隨著不斷進展，液態(tài)電解質(zhì)LIB的剩余優(yōu)化潛力正在不斷減少。據(jù)預(yù)計，這項內(nèi)將達到其技術(shù)極限。因此，需要開發(fā)下一代該持續(xù)監(jiān)測和評估這些技術(shù)的進展。新一代固大規(guī)模進入市場。目前的LIB是基于液態(tài)電解質(zhì)的，而固態(tài)電池由固態(tài)電解質(zhì)構(gòu)成，承諾在幾個關(guān)鍵性能指關(guān)鍵結(jié)果固態(tài)電池的關(guān)鍵組件是固態(tài)電解質(zhì)（英文為solidelectr氧化物電解質(zhì)通常具有較高的機械和化學(xué)穩(wěn)定性，但在處理(燒結(jié)）時需要高溫生產(chǎn)步驟，且脆性較高且離差。硫化物電解質(zhì)（也稱為硫磷酸鹽電解質(zhì)）比氧化物SE具及與鋰金屬和高壓CAM有限的化學(xué)相容性。聚合物所有SE中是最成熟的材料系統(tǒng)，這一點也體現(xiàn)在材料可用性和生產(chǎn)技術(shù)上。在常溫下的離子導(dǎo)電性有限，與高壓材料、組件、生產(chǎn)和電池概念。固態(tài)電池的不同的材料。有前途的陽極活性材料（AAM和硅（Si）。Li金屬陽極承諾具有最高能量密度，但其加工技術(shù)尚未在大規(guī)模生產(chǎn)中建立。基于Si的陽極已經(jīng)被視為下一代LIB的首選技術(shù)，但相對于Li金屬陽極，在SSB中通常實現(xiàn)的能量密度較低。有前途的陰極活性材料（英文為catho磷酸鐵鋰（LFP）以及長期可能包括硫或高壓材料。Li金屬陽極和層氧化物陰極與（1）氧化和（2）硫化物SE（3）Si陽極和層氧化物陰極與硫化物SE和（4）Li陽極和LFP陰極與聚合物SE。有Li金屬陽極和氧化物SE的SSB的試點生產(chǎn)可能從2025年開始，而基于硫化物SE的具有Li金屬陽極的SSB將于2028年左。ZusammenfassungundKernergebnisse固態(tài)電池的關(guān)鍵績效指標(biāo)以在電池驅(qū)動應(yīng)用中獲得相關(guān)市場份額要達到，固態(tài)電池需要在與高度先進的液體電解質(zhì)LIB相比，實現(xiàn)改進的差異。主要KPI包括能量密度、安全性壽命、成本和快速充電能力。越最先進的LIB的潛力聚合物固態(tài)電池在不同應(yīng)用中特別是在汽車行業(yè)。筆記本電腦、智能手機和電動工具因為需求嚴(yán)格。對于氧化固態(tài)電池，汽車市場可能會是強度，適用于惡劣環(huán)境的設(shè)備。在乘用車領(lǐng)域本較高，固態(tài)電池可能首先在高端市場段中使效應(yīng)降低成本可能會使固態(tài)電池在其他用途中算。最初，與當(dāng)前LIB相比，成本可能較高?？焖俪潆娔芰σ后w電解質(zhì)的LIB在可預(yù)見的未來仍將主導(dǎo)市場，并且固態(tài)電池可能需要一段時間才能成為世界市場上的如此，固態(tài)電池有潛力在提供承諾的KPI改進并在諸如汽車行業(yè)等大眾市場中占據(jù)一席之地時，獲得越來。ZusammenfassungundKernergebnisse?ProfDrJürgenJanek,吉森大學(xué)&FestBatt網(wǎng)絡(luò)能源集群負(fù)責(zé)人德國聯(lián)邦教育研究部主持的固態(tài)電池網(wǎng)絡(luò)能源集群項目從地理位置來看，固態(tài)電池(SSB)的研發(fā)，特別國和中國)和美國公司主導(dǎo)。歐盟在材料研發(fā)方,與材料生產(chǎn)規(guī)?；?、兼容性產(chǎn)挑戰(zhàn)。目前尚不清楚哪種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)承諾的KPI改進。這種不確定性需要同時開發(fā)和投資于不同的方法，液體電解質(zhì)鋰離子電池(WettbewerbmitFlüssigelektrolyt-LIB)由于固態(tài)電池將與液體電解質(zhì)鋰離子電池競爭，過其他KPI的改進來證明更高的成本。因此，首個應(yīng)用可能歐盟的挑戰(zhàn)和機遇目前在大多數(shù)技術(shù)領(lǐng)域由亞洲和美國參與者主導(dǎo)的SSB創(chuàng)新系統(tǒng)。主導(dǎo)。盡管歐盟在固態(tài)電池研究方面具有一定的競爭力,但在專利申請、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、試生產(chǎn)以及初創(chuàng)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)活動方面明顯落后。然而，歐盟在發(fā)階段有機會積極參與技術(shù)發(fā)展。目前，雖會在固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮主導(dǎo)作用。然域建立歐洲參與者，需要超越研究的私人和Introduction&Motivation鋰離子電池在需要在有限體積或嚴(yán)格重量限制的應(yīng)用中已得到很好的應(yīng)用。動力應(yīng)用和最顯動了更高能量密度電池的發(fā)展。在過去的一個過渡金屬氧化物作為正極活性材料和石墨作為這一進步主要是通過改進材料性能實現(xiàn)的。然的很大一部分提高歸因于優(yōu)化電池設(shè)計和減少重量和體積的被動組件。然而，在小體積內(nèi)存伴隨著一定的安全風(fēng)險.在其他電池組件中，基于有機和易燃基于液態(tài)電解質(zhì)（LIB）的鋰離子電池是最先進、競爭力強術(shù)都必須在能量密度、安全性、壽命、成本源可用性等一個或多個關(guān)鍵性能參數(shù)上勝過LIB。和LIB一樣，被視為重要替代化石燃料的技術(shù)，特別是在運輸領(lǐng)域，未來擁有與LIB不同的替代電池技術(shù)同樣重要，以避免對單一技術(shù)的依賴。為了滿足應(yīng)用特定技術(shù)性原因，例如減少對單一技術(shù)的依賴，,以及它們在潛在應(yīng)用背景下的優(yōu)缺點。材料的研究已經(jīng)進行了幾年。鋰金屬在所有鋰中理論上具有最高能量密度，這必定將開啟一屬已經(jīng)用于不可充電電池中，但由于與電解質(zhì)程中鋰的沉積有關(guān)的性能和穩(wěn)定性問題，它在電池中只起到次要作用。其他方法，如硅作為,已經(jīng)在商用電池中找到，但同樣存在長期穩(wěn)定性問題。車應(yīng)用中與LIB競爭，但在接下來的幾年可能通過其他（利在進一步優(yōu)化并提高性能的基準(zhǔn)技術(shù)LIB的真正替代，尚待Introduction&Motivation材料創(chuàng)新，還需要對電池單元的所有部分和生解決提到的許多安全和穩(wěn)定性問題的一項創(chuàng)新是使用固體電解質(zhì)材料。通常，固體電解質(zhì)被認(rèn)為是鋰金屬陽極的一種,因此在研究和工業(yè)界同時開發(fā)了整套鋰固態(tài)電池。傳統(tǒng)LIB將成為固態(tài)電池技術(shù)可能進入市場時的基準(zhǔn)和競爭技術(shù)。在固態(tài)電池技術(shù)可能進入市場時，固體電池技術(shù)將會是基準(zhǔn)和競爭技術(shù)。進展和工業(yè)部署。該路線圖可被用作工具，以科研成果，以便查明需要解決的挑戰(zhàn)和瓶頸，本路線圖的重點制定這一固態(tài)電池路線圖的動機常重要，以了解這項技術(shù)的成熟度、單個材需要解決的問題以及促使成功市場準(zhǔn)入所需態(tài)電池仍處于研發(fā)階段，對選擇的材料和系Introduction&Motivation1.2.市場發(fā)展全球電池市場目前主要由鉛酸電池和鋰離子電池（LIB）主導(dǎo)。這里進行的市場分析主要集中在LIB上。電動汽車應(yīng)用是LIB增長市場份額的主要推動力?？傮w而言，全球?qū)IB,電動汽車對LIB需求的推動力甚至比全球更強。這是因為需求量最大的電池需求領(lǐng)域全球LIB市場增是電動汽車，包括電動乘用車（EV）。如今，電動乘用車市場已經(jīng)成為LIB應(yīng)用中需求最高的領(lǐng)域之一。除了電動汽車,其他LIB應(yīng)用還包括商用EV（cEV）、固定式儲能（ESS)以及用于消費者、計算和通信（3C）的便攜/可穿戴設(shè)備。市場增長發(fā)展)[1]。大多數(shù)技術(shù)報告和市場預(yù)測預(yù)計到2030年全球LIB最大情景假設(shè)需求高達6TWh。例如電動乘用車（pEV）如電池電動汽車（BEV）或插電混合動力電動汽車（PHEV）如今已占LIB需求的50%以上。未來，這一商用車輛（例如電動巴士或電動卡車）目前并不起主要作用，但未來可能發(fā)展成另一個主要市場圖1：2020年至2040年各市場細(xì)分領(lǐng)域LIB需求的圖示全球LIB需求最大最小其他3CESScEVpEV0年Introduction&Motivation ESS市場增長強勁，但整體水平較低。根據(jù)相當(dāng)保守的,2030年固定應(yīng)用需求的年度量可能達到約100GWh。更。 3C應(yīng)用已經(jīng)是已建立的LIB市場，并將繼續(xù)增長。已建立的筆記本電腦、平板電腦和手機市場預(yù)測未來數(shù)。電動工具和便攜式家用設(shè)備領(lǐng)域被視為和消費類應(yīng)用目前規(guī)模相對較小，但未來可諸如電動自行車或滑板車之類的微移動應(yīng)用也代表著一個增長市場。迄今為止，增長率在8至14%的范圍內(nèi)。。或繼續(xù)推動電氣化工作。除了純電子替代品領(lǐng)域，混合動力系統(tǒng)可能是一個常見選擇。通領(lǐng)域，對電池的需求相對較低，被歸入圖表1中的“其他”市場收入和電池成本發(fā)展目前最先進LIB的平均單體成本約為90歐元/千?時。預(yù)測預(yù)預(yù)計增長，未來全球生產(chǎn)能力將不得不顯著增廠位于亞洲，特別是中國、韓國和日本。根據(jù)公布的容量，,截至2030年不同公司已宣布累計生產(chǎn)能力超過9TWh。然置將在一定程度上從亞洲轉(zhuǎn)移到歐洲，因此Introduction&Motivation1.3.發(fā)表和專利分析出版動態(tài)、活躍國家和主要參與者申請（即歐洲專利局EPO或世界知識產(chǎn)權(quán)組織WIPO的專利申請）進行了分析，以便進行公平的國家比較。過去10年里，日本一直在領(lǐng)先專利申請領(lǐng)域，其次是美國、韓國、歐盟和中國。最近，日本、美國和歐盟的申請數(shù)量有所下降或停滯不前，而韓國和中國的申請數(shù)量持續(xù)增長。與被研究組織和機構(gòu)主導(dǎo)的出版活動相比，公司主導(dǎo)專利領(lǐng)域。在SSB相關(guān)專利申請中，排名前15位的公司顯?著亞洲公司的強勢地位。,日本在SSB專利領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，緊隨其后的是美國、韓（2016年至2020年），其次是美國能源部（572），然后是德國黑爾姆這些組織代表中國、美國和德國，這三個發(fā)專利動態(tài)、活躍國家和利益相關(guān)者),在過去十年增長更快?？鐕鴮＠鸖SB相對于LIB進行比較％，德國和歐盟國是歐盟在該領(lǐng)域最活躍的國家。這些數(shù)字術(shù)的重大興趣。另一方面，在歐盟和德國，界其他地區(qū)則一直呈現(xiàn)大幅增長。歐盟專利較低可以歸因于與日本和韓國相比，在此領(lǐng)量較少。歐盟中少數(shù)活躍的公司目前主要是Introduction&Motivation出版物0年專利申請專利申請0年chinasouthkoreaGermanyEU27USAJapanSSB,totachinasouthkoreaGermanyEU27SSB,tota0SSBvs.LIB年LIB出版物SSB出版物L(fēng)IB專利0SSB專利Introduction&Motivation在繪制路線圖時使用了一系列相關(guān)方法，這些方法是順序構(gòu)建的(見圖5)。桌面研究公平的國家比較，因為不同國家的專利申請對某些國家的過高評估，如果只考慮國家專專利活動顯?了德國和歐盟在國際背景下的活動地位，以LI組訪談旨在概述路線圖概念、在線調(diào)查概念未充分解決的問題，特別是關(guān)于市場評估的結(jié)果，進行了額外的專家訪談，以準(zhǔn)備專家研討會(見下文在研討會后針對懸而未決的問題進行訪談。不同的材料類別和電池概念，以進一步協(xié)調(diào)此外，2021年夏季和秋季期間，與FESTBATT集群[3]進行了使用的信息來源包括市場研究、技術(shù)報告、文章、公司主頁的信息等。動。專利申請的總數(shù)是通過在世界專利索引（WPI）數(shù)據(jù)庫利局（EPO）或世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）的專利申請，因為這些專利申請總是針對幾個外國專利辦公在線調(diào)查氧化物、硫化物和聚合物固體電解質(zhì)的性質(zhì)Introduction&Motivation圖5：總結(jié)編制此路線圖的方法圖5：總結(jié)編制此路線圖的方法桌面研究（科學(xué)文獻，出版物，專利，市場文獻）KPI問題細(xì)胞概念…廣泛一致性vs.不確定性估技術(shù)(關(guān)鍵績效指標(biāo)最新技術(shù)水平)在線調(diào)查(≈50在線研討會(≈25專家)第一個路線圖概念訪談(≈25位專家訪談）驗證一致性最終調(diào)查問題洲的科學(xué)界和工業(yè)界專家參加并參與了此次研和聚合物）的研究現(xiàn)狀。研討會重點討論了關(guān)概念的挑戰(zhàn)及相關(guān)解決方案，以及各自的時間碑。此外，還討論了在本報告中提出的路線圖、電池和潛在應(yīng)用方面。KPI以及市場發(fā)展也在討論之中，該研討會旨在驗證路線圖，同時通過包括最新輸關(guān)鍵績效指標(biāo)的量化和估算為了評估固體電解質(zhì)電池概念的潛在技術(shù)和經(jīng)濟KPI，我們根據(jù)專家假設(shè)或文獻中公布的技術(shù)參數(shù)，在材進行了計算。我們使用了FraunhoferISI開發(fā)的用于能量密度和成本的電池設(shè)計工具，可以配置不同的總而言之，100多位主要是國內(nèi)和歐洲的專家，但也有國際專家為該路線圖做出了貢獻。但也有國際專家為該路線圖做出了貢獻。,包括最新的文獻綜述、圖形和整合文本。ComponentsofSolid-StateBatteries傳導(dǎo)性，并且粘結(jié)劑確保電極的力學(xué)穩(wěn)定性傳導(dǎo)性，并且粘結(jié)劑確保電極的力學(xué)穩(wěn)定性體積份額和界面之間存在權(quán)衡，這些必須進電子傳導(dǎo)性之類的功能造成挑戰(zhàn)。然而，液鋰離子電池電池由兩個電極組成，即陽極和含有鋰離子的液態(tài)電解質(zhì)提供離子傳導(dǎo)性并防止電子傳導(dǎo)(子從CAM中脫插，通過電解質(zhì)傳輸?shù)疥枠O，并嵌固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)如上所述，鋰離子固態(tài)電池的一般電化學(xué)設(shè)置也適用于鋰離子電池（圖6）。,而覆蓋CAM表面的納米到微米級碳添加劑形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)電子傳導(dǎo)性。CAM應(yīng)占電極組分總重），區(qū)別在于將液態(tài)電解質(zhì)（至少部分）替換為固體電解,而覆蓋CAM表面的納米到微米級碳添加劑形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)電子傳導(dǎo)性。CAM應(yīng)占電極組分總重），AM層中的孔隙率代表未使用的體積，應(yīng)予避免。,使用較小或較大的顆粒。與CAM類似，添加粘結(jié)劑和碳添積能量密度。為了實現(xiàn)高能量密度，一般的積能量密度。為了實現(xiàn)高能量密度，一般的)含量或減少孔隙度。在我們的路線圖中，我們考慮這些固/液混合電池概念（包含固體和液體電解質(zhì)的電池電池）代表了通向全固態(tài)電池的中間步驟。ComponentsofSolid-StateBatteries液體電解質(zhì)LIB電流集電器陽極活性材料電流集電器陰極活性材料固態(tài)電池電流集電器鋰金屬陽極固體電解質(zhì)電流收集器CAM/SE復(fù)合材料電流收集器ComponentsofSolid-StateBatteries圖7：固態(tài)電池的一般結(jié)構(gòu)將固體電解質(zhì)分隔層與陽極、陰極活性CurrentcollectorCurrentcollectorCurrentcollector陽極物質(zhì)分隔層分隔層陰極物質(zhì)陰極物質(zhì).金屬鋰.固體.固體.固體.LFP.硅。.氧化物。.氧化物。.氧化物。..石墨.硫化物.硫化物.硫化物.NCA.LTO.聚合物.聚合物.聚合物.硫.（液體）.（液體）.高壓陰極，LMNO陰離子和SE隔膜，每種主要組件都有各種選擇，可以以多種)。目前被認(rèn)為最有前景或相關(guān)的選項將在第4.2至4.6節(jié)中SSB的組件未來最有前景的陰極活性材料是基于過渡金屬的氧化物（NMC、NCA）和磷酸鐵鋰（LFP）。這些材料通常用于最先進的鋰離子電池，供應(yīng)鏈和加工路線已經(jīng)建立。來，固體電解質(zhì)材料主要分為三大類，即氧聚合物，受到了最多關(guān)注。氧化物固體電解同的材料，主要成分為鋰和氧以及其他各種進一步細(xì)分為幾個組，其中石榴石型氧化物乎有應(yīng)用前景。硫化物固體電解質(zhì)組包含許硫鉍鉍礦類材料組在固態(tài)電池中似乎特別有ComponentsComponentsofSolid-StateBatteries物固體電解質(zhì)組目前主要由聚氧化乙烯（PEO）主導(dǎo)，已在固態(tài)電池中商業(yè)化使用。新型聚合物的開發(fā)了聚合物本身外，添加劑和鋰鹽都可以對固產(chǎn)生很大影響。最近，還在探索更多類型的），,包括與材料可用性和可持續(xù)性相關(guān)的方面。ComponentsofSolid-StateBatteries2.2.陽極厚度相對平衡。電池單元的穩(wěn)定性受特定石墨電極容納，即使孔隙率低，也需要特殊粘結(jié)劑械穩(wěn)定性。石墨表面在典型電解質(zhì)中具有化學(xué)在第一次充電過程中形成固體電解質(zhì)界面層（SEI）[6]。SEI具有化學(xué)鈍化作用，最終形成穩(wěn)定界面，但同鋰無法再用于可逆電化學(xué)儲存反應(yīng)。SEI的穩(wěn)定性還取決于溫度，并可能最終導(dǎo)致電池單元的降解。已經(jīng)證硅作為下一代材料％，合結(jié)構(gòu)和SEI帶來很大挑戰(zhàn)。硅對典型電解質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性也相當(dāng)?shù)?，這導(dǎo)致在不可逆SEI建立反應(yīng)中獨立的陽極活性材料，或者與石墨復(fù)合使用。將Si械上還是化學(xué)上。石墨基矩陣可以容納Li離子，因此有助于壓力。同時，如果石墨或其他碳基顆粒覆蓋Si顆粒表面EI可能不會直接形成在Si表面上，因此不必在循環(huán)過程中經(jīng)受高體積膨脹的壓力。用于這種概念的Si納米顆粒（SiNP）[級顆粒提供了最佳的整體機械穩(wěn)定性和長期循環(huán),體積變化達300％往往導(dǎo)致SiMP的破裂，從而導(dǎo)致循環(huán)穩(wěn)概念，并僅使用石墨或碳基材料來提供穩(wěn)定的率。通過限制電池水平上的陽極電位，從而限高功率材料LTO正如討論的那樣，鋰離子電池中，插層過程中的體積變化以及化學(xué)不穩(wěn)定性是影響電池降解效應(yīng)的主要因素。具有高結(jié)構(gòu)和化學(xué)穩(wěn)定在插入反應(yīng)中，在高于1.55Vvs.Li的高平均電位下，每個化量，體積變化小于1％。在陽極側(cè)的高電位操作（vs.Li）阻止了SEI的累積，但也導(dǎo)致低電池電壓，從而對電池水平的能量密度低。該材料的功率能力和長期穩(wěn)定性非常出色，基于LTO的電池可以達到數(shù)千個循環(huán)的穩(wěn)定性，并且可以容鋰陽極用于更高能量許多固態(tài)電池概念針對利用鋰金屬陽極（LMA）。這是通往固態(tài)電池的主要驅(qū)動因素之一。鋰金屬是具有最高理論比容量（3860mAh/g）的陽極物質(zhì)[17]。此外，鋰還具有非常高46mAh/cm3）和最低的還原電位為-3.04V與標(biāo)準(zhǔn)氫電極相對應(yīng)(相當(dāng)于0V對Li），這使得高壓和高能量電池成為可能。有幾種可能的Li金屬陽極概念，例如由不活性材料支持或直接鍍覆在電流上有幾個概念可用于鋰金屬陽極，例如由不活性材料支持或直接在電流上鍍覆因此，陽極只包含最輕的堿金屬?；贚i金,導(dǎo)致內(nèi)部短路。到目前為止，樹枝生長是技術(shù)潛力，其次是硅（圖8）。石墨和LTO被的潛力，其次是石墨和LTO。從目前的角度技術(shù)潛力石墨技術(shù)潛力石墨硅鋰金屬LTO.市場潛力石墨硅金屬鋰4(ratherhigh)3(medium)2(ratherlow)don'tknowComponentsofSolid-StateBatteriesComponentsofSolid-StateBatteries2.3.陰極與液態(tài)電解質(zhì)電池一樣，固態(tài)電池材料的進一存在相同的經(jīng)濟和生態(tài)驅(qū)動因素。此外，在固建立的電池制造商及其來自汽車行業(yè)的客戶C)代表的高性能或最高穩(wěn)定性材料，(3)由磷酸鐵鋰(LFP)或富鎳高能量材料特別是富鎳層狀氧化物（NMC、NCA）具有約3.8Vvs.Li的然而，在實際應(yīng)用中，材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性限是固體電解質(zhì)。通過改變錳:鈷:鎳比例或摻雜其他元素（例如，鋁），可以改善脫鋰晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這在NCA(Li(Ni學(xué)穩(wěn)定性較低，材料和LIB生產(chǎn)中已經(jīng)使用穩(wěn)定涂層，多家電池生產(chǎn)商以及幾家汽車原始設(shè)備制造商已宣布計材料，這些材料具有類似的化學(xué)組成，但在摻雜o含量并增加Ni含量，例如，端成員LNO(LiNiO2)，可能需富鋰高能NMC(LLO或HE-NMC)[29]。更高性能和穩(wěn)定性材料性，一些既定的材料仍然對LIB有興趣，特別是在可以被視為“高負(fù)荷”的應(yīng)用中。類尖晶石氧化物L(fēng)MO(LiMn2O4)具有4.1Vvs.Li的高電位，今天主要用作NMC或NCA基陰極中的添加劑以改善它們的性能和穩(wěn)定性。在LMNO(Li(Mn,Ni)2O4)中將Mn換成Ni會顯著提高電池電壓（4.6Vvs.Li）。這種材料未來可以用于高電壓電池，但很可能不會在它具有良好的熱穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性，同時具有相對較高的能量密度。最近的材料開發(fā)成本更低的材料航里程和低成本電動汽車中使用基于LFP（磷酸鐵鋰）的電池。這一發(fā)展受到由于LFP的低金屬和合成成本而在電池組水平。LFP也在汽車應(yīng)用之外引起關(guān)注，例如用于靜態(tài)儲能。通過將鋰替換為錳（LMFP，Li(Mn,Fe)PO4），可以提高材料的），價格顯著低于鎳，這類LLO可能意味著更其他材料,其具有較高的比容量，可能在固態(tài)電池概,使其大致進入相應(yīng)電池概念的陽極。），,其次是中價位、中性能材料如LFP，或者高化物材料和中等成本材料（如LFP）的評價相技術(shù)潛力中價位、中性能材料(例如LFP）傳統(tǒng)高性能中等價格,中等性能材料(例如LFP)Expert技術(shù)潛力中價位、中性能材料(例如LFP）傳統(tǒng)高性能中等價格,中等性能材料(例如LFP)Expertassessment(shareofv傳統(tǒng)高性能高壓材料（例低價材料(材料（例如如LMNO）例如硫）NMC、NCA、LCO）市場潛力材料(例如NMC,NCA,L中等)不清楚ComponentsofSolid-StateBatteriesComponentsofSolid-StateBatteries2.4.固態(tài)電解質(zhì)，與鋰離?電池（LIB）同時開發(fā)的同時，也對具有體塊層的優(yōu)點特賣點，同時也是它們最?的優(yōu)勢。除了機械化物電解質(zhì)通常具有化學(xué)穩(wěn)定性，并提供?的因此，氧化物電解質(zhì)與?電壓陰極材料兼容。定性還降低了對處理環(huán)境的要求。它們不需要這與良好的機械性能相結(jié)合，使得它們成為有前景的SE隔離不同材料的?泛種類也提供了優(yōu)勢。料間建?良好的離?電導(dǎo)率是困難的。需要良保持界?電阻低、總體性能?。由于材料的剛同層之間的永久接觸。由充電和放電引起的體化物?類別。?些氧化物電解質(zhì)與鋰?屬發(fā)?此，在鋰?屬陽極和氧化物隔離層之間必須施涂層可沉積在陽極上或固體電解質(zhì)隔離層上。初次循環(huán)過程中通過電解質(zhì)中的添加劑形成?），化物也容易受到鋰枝晶的穿透，這些枝晶可以的晶界??[36]。避免Li?屬出現(xiàn)這些問題的?種?法是使氧化物電池能夠在?溫環(huán)境中正常?作，因為挑戰(zhàn)和可能的解決方案和脆性。最先進的LIB處理是基于箔的卷對卷過程，這意味著材料必須經(jīng)過彎曲和滾動過程。如果涉及的產(chǎn)過程中與陰極活性材料（CAM）?起進?退變得更加棘?。CAM在如此?的溫度下不穩(wěn)定功將與氧化物SE?起作為CAM進?的?個退?過程的溫度ComponentsofSolid-StateBatteries圖10:氧化物電解質(zhì)相關(guān)特性雷達圖作為正極液體的適用性作為隔膜的適用性氧化物電解質(zhì)離子導(dǎo)電率54324321高電位兼容性(≧4.2V）鋰金屬兼容性長期運行穩(wěn)定性.離子導(dǎo)電性：氧化物的離子導(dǎo)電性適中，介于硫化物和聚合物之間。.鋰金屬兼容性：與鋰金屬的特定兼容性取決于氧化物材料類別。然而，與硫化物和聚合物相比，氧化物通常表現(xiàn)出更高的電化學(xué)和機械穩(wěn)定性。.長期運行穩(wěn)定性：氧化物是脆的。由于在循環(huán)過程中的體積變化，界面接觸減少并可能形成裂縫。它們的電化學(xué)穩(wěn)定性很高，限制了衰老和分解反應(yīng)。.高潛力的兼容性：它們寬廣的電化學(xué)窗口意味著氧化物可以與高電位的陰極配合使用。.作為隔離層的適用性：氧化物對鋰金屬具有較高的機械和電化學(xué)穩(wěn)定性，使其成為一種有前景用作隔離層的材料。.作為正極液體的適用性：在使用高能量電池和厚正極液體時，氧化物的導(dǎo)電性太低。硫化物可能更適合。,在用于厚正極的情況下，離子導(dǎo)電性太低，特別是用于高能量電池?？梢允褂萌〈飦硖岣唠x子導(dǎo)電合方法，將凝膠和固體電解質(zhì)混合作為正極還簡化了正極的處理，因為可以防止CAM與SE的燒結(jié)。另外,還可以使用復(fù)合方法，將氧化物隔離層與具有較高離子導(dǎo)電性的硫化物正極液體結(jié)合在一起。此外，體的性能，在氧化物中可以加入聚合物成分或SE隔離層應(yīng)該僅貢獻較低的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。氧化物與硫化物和ComponentsofSolid-StateBatteries表1：氧化物電解質(zhì)的當(dāng)前挑戰(zhàn)和可能的解決方案挑戰(zhàn)脆性燒結(jié)溫度作為陰極的性能鋰金屬穩(wěn)定性（除了石榴薄膜處理可能的解決方案挑戰(zhàn)的嚴(yán)重程度.復(fù)合材料（例如PE）.添加劑.替代加?.超快速?溫?zé)Y(jié)（UHS）.在多孔的SE中填充CAM.通過添加劑降低燒結(jié)溫度.通過涂層提?CAM的溫度穩(wěn)定性中至高級.通過添加劑增加離?導(dǎo)電性.復(fù)合材料（硫化物或聚合物共享）.混合電池概念（凝膠和固體電解質(zhì)混合）.??SEI.保護涂層.替代陽極材料（例如硅）.干法處理.添加劑。低至中等加?已成功制造薄氧化物膜，因此這種加?氧化物材料亞類?導(dǎo)體）以及磷氧硝鎵鋰（LiPON）。這些亞類之間最?的在氧化物材料中，LiPON玻璃相在LiPON亞類中起著特殊作固態(tài)電池開發(fā)固態(tài)電解質(zhì)之前，已經(jīng)在基于LiPON的薄膜固奧克嶺國家實驗室?次研發(fā)了LiPON玻璃固態(tài)電解質(zhì)，由氮mS/cm的離?導(dǎo)電率，并通過濺射?藝?產(chǎn)。市場上有使?LiPON的各種微型電池組合，最常?的是帶有LiCoO2陰極和Li所有不同的電極材料?起使?。由于LiPON的離?導(dǎo)電性低低。為了實現(xiàn)?電流，只能將此亞類作為?使?。其在?型軟包電池中的使?在技術(shù)上Al、Cr、Ga、Fe、In、La、Sc和Y）最早在1990年代初被），鈉已被鋰所取代。LATPNASICON型固態(tài)電解質(zhì)具有?些優(yōu)通過其固體電解質(zhì)界?（SEI），這種電解質(zhì)亞類顯然在ComponentsofSolid-StateBatteries另???，LATP的缺點是對鋰?屬陽極的化學(xué)不穩(wěn)定性[32,原反應(yīng)[52]。然?，即使LAGP在?期內(nèi)對Li?屬的穩(wěn)定性也有限，并且由于含有鍺，因此成本較?。與礦型氧化物相?，NASICON型氧化物的熱和LATP的啟動溫度約為時，熱失控可能會鋯橙?型1mS/cm[56]。這些材料已被用于燃料電池和化學(xué)反應(yīng)器等領(lǐng)域[56]。對于體塊層結(jié)構(gòu)電池來說，沒有其他氧化物有進?步處理，例如涂層或??SEI的情況下在Li?屬存在下保持穩(wěn)定。?榴?型氧化物的熱穩(wěn)定性是所?榴?型材料的缺點在于需要鑭（La），在可?資源數(shù)量和燒結(jié)溫度，這帶來成本并限制了與某些陰極性，作為退?過程中與CAM?同出現(xiàn)的陰極液。物相?，它需要最?溫度。降低溫度是可能鈣鈦礦型之前。LLTO(Li3xLa2/3-xTiO3)是這?類中最重要的代表，1mS/cm[56]。這些材料已經(jīng)被?于燃料電池和化?反應(yīng)器等領(lǐng)域[56]。鈣鈦礦型并沒有明顯的優(yōu)勢，超過?榴?型或類。然?，由于在LISICON型之后和其他兩個次類之前進?了研究，由于相對較?的導(dǎo)電性?被短暫視為有前途，與LISICON相?。熱穩(wěn)定性?于NASICON型氧化物，但低于?榴微熱失控，并已在測試裝置中得到證明[35]。LLTO電解質(zhì)在結(jié)論需額外的保護層。但是，氧化物電解質(zhì)是脆燒結(jié)，這使得整體加?成本?昂且困難，特合材料??。此外，與硫化物電解質(zhì)相?，離?導(dǎo)電性相對較低，這使得氧化物主要適表2：氧化物電解質(zhì)亞類概覽：電解質(zhì)亞類最具前景示例的離子導(dǎo)電性適用于市場潛力分隔器低分隔器,石榴石型 ?6.65mS/cm（Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5(PO4)3）陰極液。分隔器高鈣鈦礦型 ?1.8mS/cm(Li6.65Ga0.15La3Zr1.90Sc0.10O12)分隔器低ComponentsofSolid-StateBatteries優(yōu)點,因為發(fā)現(xiàn)了基于硫的材料，其離子導(dǎo)電性能與甚至高于目前最先進的鋰離子電池(LIB)中使用的液態(tài)電于氧原子更大的柔軟性(根據(jù)HSAB概念[60])和,鋰離子與硫原子的相互作用較弱，并表現(xiàn)出更高的遷移性。終促進電池設(shè)計。大多數(shù)硫化物電解質(zhì)可以壓延制造。這避免了昂貴的高溫?zé)Y(jié)步驟。成非常致密的層，與鄰近晶體的良好接觸(低晶界電阻)和良挑戰(zhàn)和可能的解決方案硫化物電解質(zhì)經(jīng)常被認(rèn)為不穩(wěn)定于空氣中。硫,并且當(dāng)與氧氣接觸，尤其是濕氣時，會生成有毒氣體硫化氫化物。據(jù)專家分析，在初始生產(chǎn)階段，當(dāng)固態(tài)電式處理時，只需要惰性氣氛（例如氬氣）。一旦固體硫化物電解質(zhì)(SulfideSE)是一類化合物，主要成分包括鋰和硫，可以通過磷、硅、鍺或鹵化物等元素化物可以以玻璃、晶體或玻璃陶瓷狀態(tài)進行加根據(jù)第一原理計算[64]，硫化物的穩(wěn)定窗口大約為1.7穩(wěn)定性，這是由于動力學(xué)屏障。此外，不同硫化物材料亞間存在顯著差異。然而，硫化物在與鋰金屬反應(yīng)時發(fā)生在位，與陰極活性材料(CAM)在較高電位發(fā)生反應(yīng)。固體電解質(zhì)與CAM反應(yīng)形成的陰極電解質(zhì)界面(CEI)主要由硫酸鹽和磷酸電阻。在陽極處，固體電解質(zhì)界面(SEI)由分解產(chǎn)物，如Li2S、Li3P或LiCl組成。它們的離子導(dǎo)電率明顯低于固體電解質(zhì)，另一個主要問題。鋰枝晶的生成受到幾個因素的影響節(jié))，在開發(fā)用于鋰金屬電池中的固體電解質(zhì)時SSB中應(yīng)用的最大障礙。電極涂層（例如，陽極處的Li7La3Zr2O12或陰極處的LiNbO3），作為人工SEI/CEI，以避免固態(tài)電解質(zhì)與活性材料直接接觸，這是克服這,并調(diào)節(jié)活性材料（AM）和固態(tài)電解質(zhì)的粒子尺寸以最小化界面電阻。對于陽極，最近三維復(fù)合鋰金屬的固態(tài)電解質(zhì)，其電子導(dǎo)電率最小，旨在穩(wěn)定樹枝狀物的形成。對于陰極，可以使用專門SB，如零應(yīng)變CAM。這些在循環(huán)過程中體積變化極專家認(rèn)為，與鋰金屬之間形成具有功能性的界面對于硫化物商業(yè)化至關(guān)ComponentsofSolid-StateBatteries圖11：硫化物電解質(zhì)相關(guān)性能的雷達圖。適用性作為陰極液適用性作為隔膜離子導(dǎo)電性5435432121高兼容性(≧4.2V）鋰金屬兼容性長期運行穩(wěn)定性硫化物.離子導(dǎo)電性：硫化物顯示出三種電解質(zhì)中最高的導(dǎo)電性.鋰金屬兼容性：硫化物具有較窄的電化學(xué)穩(wěn)定窗口，并在與鋰金屬接觸時發(fā)生反應(yīng).長期運行穩(wěn)定性：硫化物具有良好的韌性和界面接觸，但電化學(xué)穩(wěn)定性有限.高電位下的高潛在兼容性：硫化物在高電位下容易氧化，需要陰極涂層。.作為隔離層的適用性：硫化物表現(xiàn)出低晶界電阻，抵消了枝晶形成，但電化學(xué)穩(wěn)定性低于氧化物。.作為陰極液的適用性：尤其其高離子導(dǎo)電性使得硫化物成為一種有前途的陰極液材料。屬本身還存在許多挑戰(zhàn)，例如枝晶形成。與陰或硫醚銻礦亞類的硫化物來說，這更為現(xiàn)實開發(fā)的前體供應(yīng)鏈（尤其是對于Li2S）以及制造過程仍存在許多不確定性。然而，長期來看，專家并不認(rèn)硫化物材料亞類硫化物可分為玻璃、玻璃陶瓷和晶態(tài)材料。玻璃和玻璃陶瓷屬于LPS亞類；有前景的晶體代表包括LGPSLPS亞類LPS亞類已經(jīng)研究了幾年，包括玻璃和玻璃陶瓷，這些材料源自ComponentsofSolid-StateBatteries表3:硫化物電解質(zhì)的當(dāng)前挑戰(zhàn)和可能解決方案挑戰(zhàn)可能的解決方案挑戰(zhàn)的嚴(yán)重程度濕度和空氣穩(wěn)定性??燥室?材料涂層?在SE表?摻雜（例如氧?）低鋰金屬界面???SEI/包覆?在SE表?摻雜（例如氧?）?調(diào)節(jié)固體電解質(zhì)的粒度?3D復(fù)合Li?屬陽極??缺陷的SE產(chǎn)出?最?化SE的電?導(dǎo)電性中到高等級陰極界面?陰極涂層?在SE表?進?摻雜（例如加?氧?）?為SSB量?定制的陰極（例如零應(yīng)變陰極）?調(diào)控固體電解質(zhì)和活性材料的粒度生產(chǎn)固體電解質(zhì)?需要擴大規(guī)模前驅(qū)物/材料可用性(e.g.?隨著?產(chǎn)規(guī)模的擴?，供應(yīng)鏈將得到發(fā)展；與材料供應(yīng)商的早期聯(lián)系Li2S)是必要的最研究的玻璃類型是75Li2S·25P2S5(75:25LPS)。具有0.28mSm的離?導(dǎo)電率，是玻璃在室溫下達到的最?離?導(dǎo)電率。此外，75:25LPS在?溫下?其他玻璃表現(xiàn)出更?的穩(wěn)玻璃陶瓷特別是玻璃在電極活性材料??顯?出?結(jié)晶硫化物更?的穩(wěn)定，但會形成?個電?隔離的SEI（如同鋰離?電池），這可以，因為會產(chǎn)?界?電阻。LPS亞類的成員對商業(yè)應(yīng)?具有有利特性，但尤其是與其他硫化物亞類相?，玻璃的低，不具備作為陰極或陽極材料的競爭?。然?穩(wěn)定性、輕質(zhì)和潛在的低成本使其成為作為SE隔離材料的有性，最終導(dǎo)致LGPS?類的發(fā)現(xiàn)。LGPS與其他Thio-LISIC]。Thio-LISICONs是在SSB背景下?個研究的結(jié)晶硫化物電解質(zhì)，但與其他結(jié)晶硫化物相?，它們顯?導(dǎo)電性，并且?LPS玻璃的穩(wěn)定性更低。在商業(yè)電進?步的研發(fā)?作可能會改進離?導(dǎo)電性和ComponentsofSolid-StateBatteries對硫化物固體電解質(zhì)的興趣并加快了研究工作的進展。LiS6八面體鏈和（Ge0.5P0.5）S4四面體鏈?zhǔn)沟靡褜GPS進行了研究的結(jié)構(gòu)以及報道的導(dǎo)電性的,甚至超過液體電解質(zhì)。然而，該結(jié)構(gòu)甚至顯?比LGPS更性使其成為一個有前途的陰極，只要能夠開2008年發(fā)現(xiàn)了Li6PS5X（X=Cl、Br、I）[79]，自那時以來一直受到密切關(guān)注和改進。特別是-特別是氯化物arLi6PS5Cl及其替代物具有有益特性。在Argyrodites與鋰金屬接觸時形成電絕緣SEI，因此類似于L在最低水平，因此需要在陽極和陰極側(cè)施加和LiCl成本高效地生產(chǎn)。已開發(fā)了濕化學(xué)處理方法以及無溶LGPS亞類相比程度較小。硫化物可以被認(rèn)為是當(dāng)今汽車應(yīng)用中最有前途料之一，因為它們有潛力實現(xiàn)高功率電池電,不像氧化物。硫化物的最大缺點是它們的低電化學(xué)穩(wěn)定性，導(dǎo)致陽極和陰極端的高界面電阻。對鋰金屬枝狀晶體生長仍然是主要挑戰(zhàn)，并將決定硫表4：硫化物電解質(zhì)亞類概覽：電解質(zhì)亞類適用于分隔層(LPS玻璃)陰極液、陽極液、分隔層(LPS玻璃陶瓷)適用于分隔層(LPS玻璃)陰極液、陽極液、分隔層(LPS玻璃陶瓷)?0.28mS/cm(75:25LPS-玻璃)?市場潛力LPS子類硫基LISICONs低LGPS子類 ?25mS/cm(Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3)?2mS/cm(Li6PS5Cl)陰極液，陽極液，隔膜?12毫西/厘米（Li5.5PS4.5Cl1.5）硫黃銻礦高等ComponentsofSolid-StateBatteries使用的）和固態(tài)電解質(zhì)之間的中間技術(shù)。本節(jié)固態(tài)電解質(zhì)（SE），而與液態(tài)電解質(zhì)（在考慮基礎(chǔ)離子傳導(dǎo)機制時更接近如凝膠電解質(zhì)，將在第2.5節(jié)中論的所有固態(tài)電解質(zhì)中，聚合物SE被認(rèn)為是與液態(tài)電解質(zhì)最相似的，因為它們在室溫下是半晶結(jié)構(gòu)的（甚至），中實施，例如Bolloré的Bluebus[84]，盡管它聚合物基體、鋰鹽和（可選的）添加劑。每種聚合物SE由聚合物基體組成，其中溶解了鋰鹽。溶解的Li-cation的傳輸是形或液態(tài)相中才可能進行，因此玻璃轉(zhuǎn)變溫質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)，因為它標(biāo)志著聚合物鏈表現(xiàn)果導(dǎo)致更大的離子導(dǎo)電性，而機械穩(wěn)定性降低。在聚合物SE中優(yōu)化機械穩(wěn)定性和離子導(dǎo)電性之間的權(quán)衡對于聚合物SE至），。未提供環(huán)境友好的提取技術(shù)的證明。然而，與不是聚合物基體，這與討論的其他SE相比是一個優(yōu)勢。由于鋰鹽和聚合物氧乙烯（PEO）的親濕性，需要干燥室，但這,聚合物SE可用于卷繞式電池格式，而對于其他固態(tài)電解質(zhì)迄今為止最常用的聚合物基體遠(yuǎn)遠(yuǎn)是聚對乙。添加劑通常會改善其性能，例如用于促進固有的半晶PTE用于改善樹狀晶的阻抗，因為未經(jīng)修改的PEO電解質(zhì))下的生長能力太弱。挑戰(zhàn)和可能的解決方案聚合物SE的有限離子導(dǎo)電性對其商業(yè)化構(gòu)成了重大瓶頸。盡,在電池組中安裝溫度管理是一個有用且已實現(xiàn)的變通方案持續(xù)加熱，因此需要能源消耗以保持電池單,從而直接提高電池組水平的能量密度。優(yōu)點,它們具有經(jīng)典的‘固態(tài)’優(yōu)勢，如機械穩(wěn)定性和潛在的延所討論的。聚合物SE抗樹枝狀物形成ComponentsofSolid-StateBatteries圖12：聚合物電解質(zhì)相關(guān)屬性的雷達圖離子導(dǎo)電率543543作為陰極液的適用性Li金屬相容性長期運行穩(wěn)定性作為隔膜的適用性21作為陰極液的適用性Li金屬相容性長期運行穩(wěn)定性作為隔膜的適用性21高潛力兼容性(≧4.2V)聚合物?Li金屬兼容性：PEO對鋰金屬表現(xiàn)出較高穩(wěn)定性。?長期運行穩(wěn)定性：聚合物電解質(zhì)的靈活性促進了長循環(huán)壽命，如果使用低電位陰極和低充電速率。?高潛力相容性:大多數(shù)聚合物固態(tài)電解質(zhì)具有有限的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口(對Li+/Li約在4V以下)?作為隔離層的適用性:許多聚合物固態(tài)電解質(zhì)已知在機械上具有足夠的穩(wěn)定性以抵抗枝晶形成。?作為陽極液的適用性:如果電池可以在較高溫度下運行，離子導(dǎo)電性足以用作陽極液。聚合物固態(tài)電解質(zhì)的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口通常不夠?qū)?，無法使用高潛力陰極?；蚺c另一種用作電化學(xué)穩(wěn)定的陽極液的電解質(zhì)相結(jié)合離子轉(zhuǎn)移數(shù)，它表?通過電解質(zhì)進行的陽離ComponentsofSolid-StateBatteries表5：聚合物電解質(zhì)當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)及可能的解決方案挑戰(zhàn)可能的解決方案挑戰(zhàn)的嚴(yán)重程度.外部加熱.新材料和材料組合（聚合物、鹽、添加劑）.復(fù)合（有機-無機）電解質(zhì).電解質(zhì)組合（具有機械穩(wěn)定性聚合物+具有良好離子導(dǎo)電性的聚.涂層/人工固液界面.薄鋰（例如“無陽極”概念）.單離子導(dǎo)體.單離子導(dǎo)體.復(fù)合（有機-無機）電解質(zhì)高高.新材料和材料組合.涂層.復(fù)合（有機無機）電解質(zhì)低至中等盡。為了防止此電勢對抗所需的充電傳輸?shù)某隹煽勘容^不同材料的進行。對于聚合物固體電通常遠(yuǎn)小于0.5，對于PEO/LiTFSI在運行溫度下，已經(jīng)測量不同的固體聚合物電解質(zhì)可以采用許多方法來改變聚合物SE的性質(zhì):改變聚合物基體的些例子。關(guān)于用于聚合物SE的材料的全面情況，我們建議對聚合物基體,也吸引了重要的科學(xué)關(guān)注，如[86]中所述并如表6所?。聚合物基體的關(guān)鍵性質(zhì)包括溶解Li-鹽的能力，這需要極性官,這取決于聚合物的分子量，并由低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度表?[82,94，95]。根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)區(qū)分聚合物的方式在一定程度上鋰鹽PEO基電解質(zhì)中最常用的鹽是LiN(CF3SO2)2鋰鹽（LiTFSI），它降低了PEO的結(jié)晶性，離子的其他有機鋰鹽，如LiCF3SO3，或無機鋰鹽，如LiClO4離子對的解離，化學(xué)和熱穩(wěn)定性，當(dāng)然還有鋰鹽不僅可以提高聚合物固體電解質(zhì)的性能統(tǒng)的液體電解質(zhì)概念。一些新型鋰鹽與PEO在室溫下的導(dǎo)電添加劑復(fù)合物的結(jié)晶（即通過增塑劑）在低溫下的當(dāng)ComponentsofSolid-StateBatteries納米粒子的應(yīng)用（例如LLZTO），電解質(zhì)系統(tǒng)通常被稱為復(fù)合電解質(zhì)，并結(jié)合了聚合物SE與氧化物電解質(zhì)的性質(zhì)。根據(jù)），善不同聚合物鹽復(fù)合物性質(zhì)的有趣方法，其中PyrxTFSI是一使用構(gòu)成了挑戰(zhàn)。離子液體可以通過減少氣體極上SEI的穩(wěn)定性，從而減少了界面面積。盡管需要優(yōu)化離子聚合物電解質(zhì)，將兩種不同的聚合物結(jié)合起優(yōu)化以獲得離子導(dǎo)電性，另一種提供所需的聚物通常由PEO與第二種（或更多）聚合物塊組成，其中一個最后，應(yīng)指出，并非所有的聚合物SE都表現(xiàn)出傳統(tǒng)的二元離子傳導(dǎo)機制；一些聚合物SE被稱為單離子導(dǎo)體，其將陰離子固定在聚合物基體的骨架上，如在復(fù)PEO-PFSILi中所?[111]，例如，可成本低、靈活性好和可加工性優(yōu)勢方面正在接受廣泛研究。組合進行了廣泛研究，顯?出未來發(fā)展的潛力。聚合物)陰極和鋰陽極的兼容性（枝晶抵抗）等。然而，其中一些表6：固體聚合物電解質(zhì)中不同組分的概述：組分聚合物基質(zhì)鋰鹽添加劑亞類聚醚基示例聚乙烯醚（PEO）聚酯基聚乙烯碳酸酯（PEO-EC）聚丙烯碳酸酯（PPC）；聚己內(nèi)酯（PCL）聚三亞甲基碳酸酯（PTMC）基于腈的丙二腈（SN）;聚丙烯腈（PAN）其他.聚硅氧烷;聚[雙(甲氧基-乙氧基-乙氧基)膦氮烷]（MEEP）LiBF4,LiPF6,LiClO4,LiAsF6有機被動填料LiN(CF3SO2)2,CH3SO3Li,LiN(SO2C2F5)2,LiC2F5SO3Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2活性填料γ-LiAlO2,Li3N,LiAlO2離子液體PyrxTFSIOtherMaterialsandComponents2.5.其他材料和組件特別是氧化物、硫化物和聚合物電解質(zhì)以及陽極活性材料的相容性。然?，這些材料類能在固態(tài)電池未來發(fā)展中發(fā)揮作?的電解質(zhì)盡管我們?法提供所有可能在固態(tài)電池未來電解質(zhì)材料的詳盡回顧，但以下概述了?些后，我們介紹了作為固態(tài)電池中電流集電體鹵化物和硼酸鹽固體電解質(zhì)硼酸鹽最初，含硼電解質(zhì)（通常稱為硼酸鹽，例如硼氫化鋰-LiBH4該材料在?溫相結(jié)構(gòu)中對Li離?具有?離?電導(dǎo)率，對Na離創(chuàng)新實現(xiàn)了?溫度和室溫（例如通過機械合?有可接受的穩(wěn)定性，耐受還原和氧化。此外，的機械性能（柔軟）以及低密度，這使得在單實現(xiàn)?能量密度。但是，硼酸鹽在空?中不穩(wěn)?化物是含有?素原?（F、Cl、Br、I、At）的化合物，可分為三組：與3族元素（Sc、Y和La）的（Al、Ga和In）的?化物結(jié)構(gòu)，以及與雙價?屬（例如，第材料可以在室溫下通過粉末致密制備。它們結(jié)性和柔韌性，并且可與電極實現(xiàn)更好的界?穩(wěn)化物電解質(zhì)。此外，它們對氧化具有?穩(wěn)定性電池概念中的使?是必要的。但是，它們在加屬發(fā)?反應(yīng)。為了實現(xiàn)更?的離?電導(dǎo)率，必素（例如Y、Er、Sc或In）（例如含有?達3mS/cm的LixScCl3+x）。新型低成本組分，如Li2.25Zr0.75Fe0.25Cl6，已查了許多實驗室電池概念，這些概念通常包含起時不穩(wěn)定，因此?化物最適合作為SSB始研究在SSB中使?硼酸鹽和?化物，并室電池中使?，因此商業(yè)化之路被認(rèn)為?氧化凝膠電解質(zhì)酸甲酯（PMMA）、聚丙烯腈（PAN）或聚偏?氟?烯（PVDF））組成，該基質(zhì)滲透有導(dǎo)電鹽和溶劑的液體電解質(zhì)。已研究了各種材料組合和?藝，以盡可能降低由于硼酸鹽對Na離?具有良好的離?電導(dǎo)率，因此在未來對基于鈉的電池可能尤其感興趣。OtherMaterialsandComponents），料與高壓陰極兼容（相對于聚合物固態(tài)電解對于液體電解質(zhì)，凝膠電解質(zhì)的分解速度較銅箔和鋁箔是鋰離子電池電流集電體的常用材料。好的熱和電導(dǎo)率，并且可以生產(chǎn)出幾微米厚度材料成本相對較高，用于陽極的銅箔比用于陰昂貴。然而，鋁在鋰離子電池中缺乏電化學(xué)穩(wěn)電解質(zhì)鋰硫電池的電流集電體。由于液體被固,陽極一側(cè)可能出現(xiàn)額外的要求，但鋁似乎與目前正在研究的型陽極搭載活性材料的概念，銅箔可以作為類解質(zhì)的鋰離子電池的電流集電體。對于采用Li金屬陽極的概念,也可以使用涂有Li層的銅箔。對于無陽極的概念，即Li在充電過程中直接鍍在基底上的概念，可能需要不,因為Li沉積過程受基底的表面和化學(xué)特性顯著影響。對于LiOtherMaterialsandComponents2.6.組件之間的兼容性可能的解決方案。我們無法為所有可能的組信息，但以下簡要概述描繪了當(dāng)不同電解質(zhì)MC、NCA、LMO、LCO）的組合，由于挑戰(zhàn)相當(dāng)相似，它涂覆活性材料是解決某些討論中挑戰(zhàn)的常見以下討論中明確了涂覆的活性材料，即有意提解質(zhì)必須與陰極燒結(jié)，這可能會因涉及高溫非極性溶劑進行加工。然而，像聚偏氟乙烯（PVDF）和羧甲基纖維素（CMC）之類的常規(guī)粘結(jié)劑在非極性溶劑中加了相當(dāng)大的應(yīng)力。液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)聚合物以較好地補償這些體積變化，而對于氧化物和接觸的常見方法是對電池施加外部壓力。此外(電化學(xué))化學(xué)相容性)或被氧化（陰極）。硫化物具有相對窄的電化學(xué)穩(wěn)定窗口,這限制了它們可以與哪些電極活性材料輕松結(jié)合。對于固使用鋰金屬陽極時，抵抗樹枝狀結(jié)晶的形成對于防止短路至關(guān)重要。,而硫化物面臨的主要挑戰(zhàn)是它們的電化學(xué)相容性。聚合物處的分解反應(yīng)。氧化物電解質(zhì)具有出色的電OtherMaterialsandComponents表7：活性材料與固體電解質(zhì)類的兼容性挑戰(zhàn)的嚴(yán)重程度由顏色編碼表示（綠色：沒有特別的兼容性挑戰(zhàn)，黃色：中等兼容性挑戰(zhàn)，紅色：顯著的兼容性挑戰(zhàn)):正極氧化物硫化物聚合物沒有特別挑戰(zhàn)緩慢分解反應(yīng)沒有特別挑戰(zhàn)未涂覆磷酸鐵鋰兼容性工藝性能壽命需要聚合物粘結(jié)劑反應(yīng)緩慢的分解需要與SE燒結(jié)，脆性沒有特別挑戰(zhàn)沒有特別挑戰(zhàn)沒有特別挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)涂層兼容性加工性需要與SE燒結(jié)，脆性需要聚合物粘合劑沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)分解反應(yīng)未涂覆兼容性可加工性使用壽命需要聚合物粘結(jié)劑需要搭配SE的燒結(jié)，脆性體積變化NMC,NCA,沒有特殊挑戰(zhàn)沒有特殊挑戰(zhàn)兼容性LCO涂層可加工性需要聚合物粘結(jié)劑需要與SE燒結(jié)，脆性沒有特別的挑戰(zhàn)壽命體積變化體積變化(電)化學(xué)在理論上是穩(wěn)定的分解反應(yīng)沒有特別的挑戰(zhàn)硫兼容性可加工性需要SE燒結(jié)，脆性沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)壽命體積變化分解反應(yīng)沒有特別的挑戰(zhàn)參數(shù)氧化物硫化物聚合物無特殊挑戰(zhàn)窄電化學(xué)無特殊挑戰(zhàn)兼容性加工性 穩(wěn)定性窗口需要聚合物粘合劑復(fù)合陽極（3D）:無特殊挑戰(zhàn)硅壽命需要與SE燒結(jié)，脆性體積變化分層陽極（2D）:需要與SE燒結(jié)，脆性體積變化(電)化學(xué)LLZO穩(wěn)定高反應(yīng)性，低電位沒有特別挑戰(zhàn)鋰金屬兼容性其他氧化物與鋰不穩(wěn)定加工性沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)壽命體積變化體積變化枝晶形成(電化學(xué))化學(xué)沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別的挑戰(zhàn)沒有特別挑戰(zhàn)LTO兼容性可加工性需要SE燒結(jié)，脆性需要聚合物粘結(jié)劑沒有特別挑戰(zhàn)壽命沒有特別挑戰(zhàn)沒有特別挑戰(zhàn)沒有特別挑戰(zhàn)(電)化學(xué)沒有特別挑戰(zhàn)窄的電化學(xué)沒有特別挑戰(zhàn)兼容性穩(wěn)定窗口需要聚合物粘加工性需要使用SE燒結(jié)，脆性合劑沒有特別挑戰(zhàn)壽命體積變化體積變化沒有特殊挑戰(zhàn)氧化物硫化物聚合物Solid-StateBatteryProduction目前，先進的液態(tài)電解質(zhì)LIB生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)建立良好[129]，并且儲能容量達數(shù)百吉?時的電池已經(jīng)投入生產(chǎn)（第1.2節(jié)）。然而，對于固態(tài)電池的制造，某些生產(chǎn)步驟存在顯著差異。在接下來的頁面中,我們著重討論針對SSB（固態(tài)電池）特別需要的生產(chǎn)方面。在本節(jié)中，我們將討論不同的SSB陰極生產(chǎn)方法。當(dāng)前的鋰離子電池(LIB)中使用的相同，層狀氧化物如氧化鎳LFP)也被使用，特別是用于聚合物SSB。對于處理陰極活性等。由于PVDF在非極性溶劑中不溶解，因此采用了苯乙烯丁二烯橡膠（SBR）和硅橡膠（SR）等橡膠。然后將漿料鑄干燥過程后，電極被致密化以確保固體電解質(zhì)（SE）與CA如果使用延性硫化物SE作為陽極液，類似于現(xiàn)代LIB的壓花工藝將會被應(yīng)用。與之相反，對于脆性的氧化物僅進行壓花工藝是不夠的，還需要一個燒結(jié)工的低孔隙率和低晶界電阻。由于高溫?zé)Y(jié)(≥1000°C）會導(dǎo)致副反應(yīng)和CAM部分分解，因此必須尋找折中實現(xiàn)SE和CAM之間良好的顆粒接觸和低界面電阻的同時，最在研究一些替代方法，例如將固體電解質(zhì)熔浸貴的。目前，濕法處理在硫化物和氧化物SE方面表現(xiàn)最為成熟。對于聚合物，已經(jīng)建立并商業(yè)化使用了無濕法處理已經(jīng)在現(xiàn)代LIB生產(chǎn)的超大工廠中得到驗證和應(yīng)用，能夠?qū)崒τ诠虘B(tài)電池，將固體電解質(zhì)（SE）添加到漿料中，這對所P）發(fā)生反應(yīng)，因此需要使用非極性有機溶劑，例Solid-StateBatteryProduction表8：陰極生產(chǎn)方法、其優(yōu)勢和挑戰(zhàn)：生產(chǎn)方法1濕法加工優(yōu)勢?已建立的工藝流程（適用于最先進的鋰離子電池）?高通量?硫化物電解質(zhì)：卷圈/冷壓成型可能挑戰(zhàn)與劣勢?溶劑回收?薄膜干燥?氧化物電解質(zhì)：燒結(jié)（昂貴、CAM分解）?硫化物電解質(zhì)：有限的溶劑和粘合劑選擇?聚合物電解質(zhì)：擠壓工藝成本低廉且已建立?無溶劑/降低?通過消除溶劑和干燥過程可?聚合物電解質(zhì)：已建立的過程?薄膜均勻性?用于硫化物和氧化物電解質(zhì)的干法加工方法：規(guī)?；?該主題上的大多數(shù)研究都是針對液體電解質(zhì)LIB進行的：必須更加密切地檢查在生產(chǎn)過程中引入SE的實施干燥過程)在擠出機中混合，形成均勻混合物，然后涂覆在集流體上。之后需要卷壓步驟。擠出法已經(jīng)用于具有聚合物SE的。對于硫化物和氧化物SE，需要進一步發(fā)展和解決技術(shù)障礙,例如由于其較高的硬度。此外，正在研究其他低溶劑或干潛力，并目前已達到試生產(chǎn)規(guī)模。此外，絲低溶劑方法，僅需要少量水（或其他溶劑）和厚電極。SSB生產(chǎn)可以受益于為液