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固態(tài)電解質(zhì)不同壓強(qiáng)下的離子電導(dǎo)率

利電 2024-12-05 | 閱讀：927

一

背景

隨著全球?qū)η鍧嵞茉春透咝?chǔ)能技術(shù)的需求日益增長(zhǎng)，鋰離子電池作為當(dāng)前主流的儲(chǔ)能裝置，其性能提升與安全性改進(jìn)成為了科研與產(chǎn)業(yè)界的共同目標(biāo)。在這一背景下，固態(tài)電解質(zhì)因其潛在的高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、低熱失控風(fēng)險(xiǎn)以及可能實(shí)現(xiàn)的無(wú)枝晶鋰沉積等特性，被視為下一代鋰離子電池技術(shù)的關(guān)鍵突破點(diǎn)。離子電導(dǎo)率是指電解質(zhì)溶液中的離子對(duì)電流傳導(dǎo)的能力，它是一個(gè)物質(zhì)的電離程度的度量。高離子電導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)能夠使鋰離子在電極表面均勻沉積，降低局部電流密度，從而抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。鋰枝晶的生長(zhǎng)會(huì)刺穿隔膜，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，嚴(yán)重影響電池的循環(huán)壽命和安全性。

我們可以使用FDM-1650產(chǎn)品搭配固態(tài)電解質(zhì)模塊，配合電化學(xué)工作站，測(cè)試樣品在不同壓強(qiáng)下的離子電導(dǎo)率。

二

測(cè)試方法

測(cè)試樣品：固態(tài)電解質(zhì)；

測(cè)試參數(shù)：實(shí)驗(yàn)面積132.73mm²，樣品量0.6g，使用FDM-1650設(shè)備施加壓力，測(cè)試壓強(qiáng)范圍：100-160MPa，步進(jìn)20MPa.在對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)下，使用電化學(xué)工作站掃描EIS，掃描頻率為1MHz-0.1Hz。

測(cè)試頻次：每個(gè)樣品測(cè)試一次。

測(cè)試結(jié)果分析：

上表為三個(gè)固態(tài)電解質(zhì)樣品在不同壓強(qiáng)下測(cè)試的離子電導(dǎo)率數(shù)據(jù)。由表可知，隨著壓強(qiáng)的增加，樣品的厚度及電阻呈下降趨勢(shì)，樣品的離子電導(dǎo)率與壓實(shí)密度層上升趨勢(shì)。側(cè)面印證了在一定程度上，壓實(shí)密度的增加可能使電解質(zhì)材料中的離子通道更加緊密和有序，從而提高離子電導(dǎo)率。

表：不同壓強(qiáng)下的離子電導(dǎo)率

三

結(jié)論

通過(guò)采用FDM-1650系列產(chǎn)品對(duì)幾款固態(tài)電解質(zhì)粉末進(jìn)行施壓，搭配電化學(xué)工作站進(jìn)行離子電導(dǎo)率測(cè)試，從數(shù)據(jù)結(jié)果可以觀察到樣品壓實(shí)密度與離子電導(dǎo)率的變化趨勢(shì)相反。通過(guò)測(cè)量和分析離子電導(dǎo)率，可以了解材料的離子傳輸特性，為材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供重要依據(jù)，為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新提供有力支持。

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