【會議報告】固態(tài)電解質(zhì)材料粒度檢測方法及影響因素

由于較高的離子電導率和安全性，固態(tài)電池是目前最具發(fā)展前景的技術路線。而固態(tài)電解質(zhì)材料的粒徑大小，與燒結工藝、離子電導率、電化學性能有著密切關聯(lián)。

1、粒徑大小與燒結工藝的關系

燒結驅(qū)動力：固態(tài)電解質(zhì)材料的粒徑越小，其比表面積越大，從而構成更大的燒結驅(qū)動力，有利于燒結過程的進行。較小的顆粒在燒結過程中能更快地達到致密化，提高燒結效率。

燒結溫度與時間：粒徑大小還會影響燒結溫度和保溫時間的選擇。通常，粒徑較小的材料在較低的燒結溫度和較短的保溫時間內(nèi)就能達到較高的致密度。這是因為小顆粒縮短了原子擴散距離，加快了燒結速率。

晶粒生長：燒結過程中，晶粒會隨著燒結時間的延長而生長。因此，通過控制燒結時間和溫度，可以調(diào)控固態(tài)電解質(zhì)材料的晶粒尺寸。

2、粒徑大小與離子電導率的關系

離子遷移路徑：固態(tài)電解質(zhì)材料的粒徑越小，離子遷移路徑越短，從而減小了離子遷移的阻力，提高了離子電導率。例如，在無機硫化物固態(tài)電解質(zhì)中，當原材料Si的粒徑從微米級減小到納米級時，電解質(zhì)的離子電導率顯著增加。

相純度與結構：小粒徑的材料在燒結過程中更容易形成純相，減少了對離子傳導起限制作用的雜相，從而提高電導率。此外，小粒徑材料形成的快離子導體結構更加有利于鋰離子的傳導。

界面效應：在復合固態(tài)電解質(zhì)中，無機填料的粒徑大小也會影響離子電導率。納米級的無機顆粒與聚合物基質(zhì)之間的界面效應更加顯著，為鋰離子的傳輸提供了額外的路徑，從而提高了復合電解質(zhì)的離子電導率。

3、粒徑大小與電化學性能的關系

倍率性能：固態(tài)電解質(zhì)材料的粒徑大小直接影響電池的倍率性能。較小的粒徑有助于縮短鋰離子在材料中的擴散路徑，降低擴散阻力，從而提高電池的充放電速率和倍率性能。

循環(huán)穩(wěn)定性：小粒徑材料形成的固態(tài)電解質(zhì)具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性。較小的粒徑可以減少鋰離子在擴散過程中產(chǎn)生的濃度梯度和機械應力，有利于延長電池的循環(huán)壽命。

界面電阻：粒徑大小還會影響固態(tài)電解質(zhì)與電極之間的界面電阻。小粒徑材料有助于形成更加緊密的界面接觸，降低界面電阻，提高電池的整體性能。

在固態(tài)電解質(zhì)材料的粒徑檢測方面，丹東百特儀器有限公司（丹東百特）近30年來深耕粒度分析技術與儀器，產(chǎn)品不僅遍布全國34個省市區(qū)，還出口到世界五大洲，全球安裝數(shù)量超過兩萬臺。在世界工業(yè)新聞（World Industry News）發(fā)布的2023年《粒度分析市場調(diào)研報告》中，丹東百特位列中國第一，全球第五。

近年來，丹東百特不斷推出新產(chǎn)品和新技術，身體力行從“中國制造”到“中國智造”的升級轉(zhuǎn)變。全新納米粒度及Zeta電位分析儀BeNano系列儀器，在新能源等行業(yè)大放異彩。目前，丹東百特粒度儀已經(jīng)出口到德國、美國、英國、韓國、俄羅斯、巴西、印度等92個國家和地區(qū)，優(yōu)質(zhì)、高效、智能的百特粒度儀正在服務全球用戶。

針對固態(tài)電池相關的技術、材料、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題，中國粉體網(wǎng)將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態(tài)電池關鍵材料技術大會。為致力于固態(tài)電池技術開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及電動車、儲能、特種應用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺，開展產(chǎn)、學、研合作，共同推動行業(yè)發(fā)展。屆時，丹東百特儀器有限公司銷售部副經(jīng)理劉曉東將作題為《固態(tài)電解質(zhì)材料粒度檢測方法及影響因素》的報告，報告將對粒度測試方法及影響測試結果的因素做探討。

專家簡介：

劉曉東，現(xiàn)任丹東百特儀器有限公司銷售部副經(jīng)理，具有十幾年顆粒表征研究和銷售經(jīng)歷，熟悉國內(nèi)外各種品牌的顆粒分析儀器性能和特點，對激光粒度儀、納米粒度儀、顆粒計數(shù)器等主流的顆粒檢測技術具有深刻的理解和實踐經(jīng)驗，常年受邀參加新能源、制藥、化工、粉末冶金等領域的會議并做相關報告，并長期從事銷售工作，對于客戶需求、數(shù)據(jù)處理以及結果分析和診斷具有豐富實戰(zhàn)經(jīng)驗。

參考來源：

晶粒vs倍率，固態(tài)電解質(zhì)微觀結構如何影響電池性能？.能源學人

中國第一，全球第五！丹東百特上榜“世界工業(yè)新聞”年度報告.丹東百特

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