【會議報告】固態電解質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，固態電池是目前最具發展前景的技術路線。而固態電解質材料的粒徑大小，與燒結工藝、離子電導率、電化學性能有著密切關聯。

1、粒徑大小與燒結工藝的關系

燒結驅動力：固態電解質材料的粒徑越小，其比表面積越大，從而構成更大的燒結驅動力，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，可以調控固態電解質材料的晶粒尺寸。

2、粒徑大小與離子電導率的關系

離子遷移路徑：固態電解質材料的粒徑越小，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，在無機硫化物固態電解質中，當原材料Si的粒徑從微米級減小到納米級時，電解質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：在復合固態電解質中，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：固態電解質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。

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

界面電阻：粒徑大小還會影響固態電解質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。

在固態電解質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，產品不僅遍布全國34個省市區，還出口到世界五大洲，全球安裝數量超過兩萬臺。在世界工業新聞（World Industry News）發布的2023年《粒度分析市場調研報告》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品和新技術，身體力行從“中國制造”到“中國智造”的升級轉變。全新納米粒度及Zeta電位分析儀BeNano系列儀器，在新能源等行業大放異彩。目前，丹東百特粒度儀已經出口到德國、美國、英國、韓國、俄羅斯、巴西、印度等92個國家和地區，優質、高效、智能的百特粒度儀正在服務全球用戶。

針對固態電池相關的技術、材料、市場及產業等方面的問題，中國粉體網將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態電池關鍵材料技術大會。為致力于固態電池技術開發的企業，科研院校，以及電動車、儲能、特種應用等終端企業提供信息交流的平臺，開展產、學、研合作，共同推動行業發展。屆時，丹東百特儀器有限公司銷售部副經理劉曉東將作題為《固態電解質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，現任丹東百特儀器有限公司銷售部副經理，具有十幾年顆粒表征研究和銷售經歷，熟悉國內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、顆粒計數器等主流的顆粒檢測技術具有深刻的理解和實踐經驗，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、數據處理以及結果分析和診斷具有豐富實戰經驗。

參考來源：

晶粒vs倍率，固態電解質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“世界工業新聞”年度報告.丹東百特

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