中國(guó)粉體網(wǎng)訊  由于較高的離子電導(dǎo)率和安全性，固態(tài)電池是目前最具發(fā)展前景的技術(shù)路線。而固態(tài)電解質(zhì)材料的粒徑大小，與燒結(jié)工藝、離子電導(dǎo)率、電化學(xué)性能有著密切關(guān)聯(lián)。

1、粒徑大小與燒結(jié)工藝的關(guān)系

燒結(jié)驅(qū)動(dòng)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(gòu)成更大的燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力，有利于燒結(jié)過程的進(jìn)行。較小的顆粒在燒結(jié)過程中能更快地達(dá)到致密化，提高燒結(jié)效率。

燒結(jié)溫度與時(shí)間：粒徑大小還會(huì)影響燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間的選擇。通常，粒徑較小的材料在較低的燒結(jié)溫度和較短的保溫時(shí)間內(nèi)就能達(dá)到較高的致密度。這是因?yàn)樾☆w粒縮短了原子擴(kuò)散距離，加快了燒結(jié)速率。

晶粒生長(zhǎng)：燒結(jié)過程中，晶粒會(huì)隨著燒結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)而生長(zhǎng)。因此，通過控制燒結(jié)時(shí)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(dǎo)率的關(guān)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(dǎo)率。例如，在無機(jī)硫化物固態(tài)電解質(zhì)中，當(dāng)原材料Si的粒徑從微米級(jí)減小到納米級(jí)時(shí)，電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率顯著增加。

相純度與結(jié)構(gòu)：小粒徑的材料在燒結(jié)過程中更容易形成純相，減少了對(duì)離子傳導(dǎo)起限制作用的雜相，從而提高電導(dǎo)率。此外，小粒徑材料形成的快離子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)更加有利于鋰離子的傳導(dǎo)。

界面效應(yīng)：在復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)中，無機(jī)填料的粒徑大小也會(huì)影響離子電導(dǎo)率。納米級(jí)的無機(jī)顆粒與聚合物基質(zhì)之間的界面效應(yīng)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(fù)合電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。

3、粒徑大小與電化學(xué)性能的關(guān)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(kuò)散路徑，降低擴(kuò)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(kuò)散過程中產(chǎn)生的濃度梯度和機(jī)械應(yīng)力，有利于延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命。

界面電阻：粒徑大小還會(huì)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(cè)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(shù)與儀器，產(chǎn)品不僅遍布全國(guó)34個(gè)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(tái)。在世界工業(yè)新聞（World Industry News）發(fā)布的2023年《粒度分析市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告》中，丹東百特位列中國(guó)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(shù)，身體力行從“中國(guó)制造”到“中國(guó)智造”的升級(jí)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(guó)、美國(guó)、英國(guó)、韓國(guó)、俄羅斯、巴西、印度等92個(gè)國(guó)家和地區(qū)，優(yōu)質(zhì)、高效、智能的百特粒度儀正在服務(wù)全球用戶。

針對(duì)固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù)、材料、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)等方面的問題，中國(guó)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(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及電動(dòng)車、儲(chǔ)能、特種應(yīng)用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺(tái)，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，共同推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。屆時(shí)，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(cè)方法及影響因素》的報(bào)告，報(bào)告將對(duì)粒度測(cè)試方法及影響測(cè)試結(jié)果的因素做探討。

專家簡(jiǎn)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(guó)內(nèi)外各種品牌的顆粒分析儀器性能和特點(diǎn)，對(duì)激光粒度儀、納米粒度儀、顆粒計(jì)數(shù)器等主流的顆粒檢測(cè)技術(shù)具有深刻的理解和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，常年受邀參加新能源、制藥、化工、粉末冶金等領(lǐng)域的會(huì)議并做相關(guān)報(bào)告，并長(zhǎng)期從事銷售工作，對(duì)于客戶需求、數(shù)據(jù)處理以及結(jié)果分析和診斷具有豐富實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

參考來源：

晶粒vs倍率，固態(tài)電解質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)如何影響電池性能？.能源學(xué)人

中國(guó)第一，全球第五！丹東百特上榜“世界工業(yè)新聞”年度報(bào)告.丹東百特

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡(jiǎn)）

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