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ACCFLM固態(tài)電解質(zhì)測試系統(tǒng)技術應用及分析

Introduction of ACCFILM Solid Electrolyte Test System

   固體電解質(zhì)的重要性及評價

目前液體鋰電池已幾乎接近極限,，固態(tài)鋰電池是鋰電發(fā)展的必經(jīng)之路（必然性）。

與傳統(tǒng)液體電解質(zhì)不同,，對于固態(tài)電解質(zhì)電化學性能的評價需要新的方法與評價維度,。新發(fā)布實施的T/SPSTS 019—2021團體標準《固態(tài)鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)性能要求及測試方法》指出固態(tài)電解質(zhì)性能優(yōu)劣的*主要性能指標為離子電導率、電子電導率和界面穩(wěn)定性,，其中*核心的是界面控制,。

川源科技結合當前實際需求，在原有粉末電導率的平臺上開發(fā)了新一代的一站式固體電解質(zhì)電導性及其電化學性能的評價系統(tǒng)--Solid X,；

   固態(tài)電解質(zhì)評價現(xiàn)狀

當前固態(tài)電解的電導性測量主要有以下幾方面局限：

1）通過電化學工作站進行,，一般頻率不超過10MHz，其不能滿足固態(tài)電解質(zhì)阻抗評價需求,；

2）非原位或小壓力加載壓片后進行阻抗測量,；

3）部分設備采用高頻阻抗分析儀的頻率區(qū)間為20Hz-100MHz，仍不能滿足測試需求且價格高昂,；4）溫控系統(tǒng)缺失等,；

本系統(tǒng)由電流源配置、溫度控制,、壓力控制及信息采集控制與分析等模塊組成全新的固體電解質(zhì)評價系統(tǒng),；

   ACCFILM固態(tài)電解質(zhì)測試系統(tǒng)：解決固態(tài)電解質(zhì)原位測試瓶頸

   ACCFILM固態(tài)電解質(zhì)測試系統(tǒng)

   產(chǎn)品特色與優(yōu)勢

   應用領域與方向

固態(tài)電解質(zhì),、燃料電池等粉體材料相關領域的制造企業(yè)、大學及科研院所研究及生產(chǎn)過程中,；

Manufacturing enterprises, universities and scientific research institutes of fuel cell, solid state electrolyte, and other secondary battery related fields;

   離子電導及電子電導測試

以Li10GeP2S12(LGPS)的固態(tài)解質(zhì)離子與電子電導率的變化情況,，如圖3所示。數(shù)據(jù)顯示,，通過對樣品施加不同的量化壓力并測量其電導性能,，不同測試壓力對整體界面接觸有不同的影響，同時更大更精確的壓力可以更穩(wěn)定的控制固態(tài)電解質(zhì)界面接觸,、致密度與一致性,，從而得到更加一致的測量結果。

   固體電解質(zhì)壓實密度評估

當前,，設備原有的粉末壓實密度測量功能,，直接在軟件界面選擇對應測量模式即可實現(xiàn)固態(tài)電解質(zhì)對應動態(tài)恒壓力或變壓力下壓實密度的測試，可以用于評價固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)與壓實密度等相關工藝優(yōu)化,。此案例以Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12（LLZTO）以及Li10GeP2S12(LGPS)的固態(tài)解質(zhì)離子與電子電導率的變化情況,，如圖5所示。

   電化學性能評估：不同壓力下電化學阻抗譜掃描

基于在Solid X測試系統(tǒng)配套的密封治具中組裝Li金屬-固體電解質(zhì)(Li10GeP2S12(LGPS))-不銹鋼電池,，進行電化學阻抗譜掃描,，可以得到不同壓力模式下電池的電化學阻抗譜數(shù)據(jù)，具體如圖6,，這個數(shù)據(jù)與固態(tài)電解質(zhì)離子電導率進行關聯(lián)分析,，可以得到固態(tài)電解質(zhì)及其電池更多的電導特性，即通過Solid X測試系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對不同固態(tài)電解質(zhì)材料及其鋰金屬電池的加壓,、密封電化學測試,。

   電化學性能評估：LATP氧化物固體電解質(zhì)評價

利用設備離子電導率及電化學測試功能，對不同反應溫度下合成的LATP氧化物固態(tài)電解質(zhì)進行電性能測試分析,。實驗發(fā)現(xiàn)850℃下合成的LATP材料具有**的性能,，可以看出設備能在離子電導率、完整阻抗測試,、密度等方面進行全面評估,。

   電化學性能評估：固體電解質(zhì)循環(huán)性能評估

在隔絕治具中組裝Li/C-SE-不銹鋼電池，進行充放電測試,，并在預定的循環(huán)數(shù)時進行原位阻抗測試,，這可以看出此結構電池庫倫效率接近99.5%，說明鋰金屬改進負極的循環(huán)穩(wěn)定性能良好,。并且,，通過阻抗譜可以看出，在一定循環(huán)后裝配電池的阻抗（Rct）明顯降低，說明機構可以電池可靠工作提供保障,。