【会议报告】固态电解质材料粒度检测方法及影响因素

由于较高的离子电导率和安全性，固态电池是目前最具发展前景的技术路线。而固态电解质材料的粒径大小，与烧结工艺、离子电导率、电化学性能有着密切关联。

1、粒径大小与烧结工艺的关系

烧结驱动力：固态电解质材料的粒径越小，其比表面积越大，从而构成更大的烧结驱动力，有利于烧结过程的进行。较小的颗粒在烧结过程中能更快地达到致密化，提高烧结效率。

烧结温度与时间：粒径大小还会影响烧结温度和保温时间的选择。通常，粒径较小的材料在较低的烧结温度和较短的保温时间内就能达到较高的致密度。这是因为小颗粒缩短了原子扩散距离，加快了烧结速率。

晶粒生长：烧结过程中，晶粒会随着烧结时间的延长而生长。因此，通过控制烧结时间和温度，可以调控固态电解质材料的晶粒尺寸。

2、粒径大小与离子电导率的关系

离子迁移路径：固态电解质材料的粒径越小，离子迁移路径越短，从而减小了离子迁移的阻力，提高了离子电导率。例如，在无机硫化物固态电解质中，当原材料Si的粒径从微米级减小到纳米级时，电解质的离子电导率显著增加。

相纯度与结构：小粒径的材料在烧结过程中更容易形成纯相，减少了对离子传导起限制作用的杂相，从而提高电导率。此外，小粒径材料形成的快离子导体结构更加有利于锂离子的传导。

界面效应：在复合固态电解质中，无机填料的粒径大小也会影响离子电导率。纳米级的无机颗粒与聚合物基质之间的界面效应更加显著，为锂离子的传输提供了额外的路径，从而提高了复合电解质的离子电导率。

3、粒径大小与电化学性能的关系

倍率性能：固态电解质材料的粒径大小直接影响电池的倍率性能。较小的粒径有助于缩短锂离子在材料中的扩散路径，降低扩散阻力，从而提高电池的充放电速率和倍率性能。

循环稳定性：小粒径材料形成的固态电解质具有更好的循环稳定性。较小的粒径可以减少锂离子在扩散过程中产生的浓度梯度和机械应力，有利于延长电池的循环寿命。

界面电阻：粒径大小还会影响固态电解质与电极之间的界面电阻。小粒径材料有助于形成更加紧密的界面接触，降低界面电阻，提高电池的整体性能。

在固态电解质材料的粒径检测方面，丹东百特仪器有限公司（丹东百特）近30年来深耕粒度分析技术与仪器，产品不仅遍布全国34个省市区，还出口到世界五大洲，全球安装数量超过两万台。在世界工业新闻（World Industry News）发布的2023年《粒度分析市场调研报告》中，丹东百特位列中国第一，全球第五。

近年来，丹东百特不断推出新产品和新技术，身体力行从“中国制造”到“中国智造”的升级转变。全新纳米粒度及Zeta电位分析仪BeNano系列仪器，在新能源等行业大放异彩。目前，丹东百特粒度仪已经出口到德国、美国、英国、韩国、俄罗斯、巴西、印度等92个国家和地区，优质、高效、智能的百特粒度仪正在服务全球用户。

针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题，中国粉体网将于2024年9月5-6日在常州举办第六届高比能固态电池关键材料技术大会。为致力于固态电池技术开发的企业，科研院校，以及电动车、储能、特种应用等终端企业提供信息交流的平台，开展产、学、研合作，共同推动行业发展。届时，丹东百特仪器有限公司销售部副经理刘晓东将作题为《固态电解质材料粒度检测方法及影响因素》的报告，报告将对粒度测试方法及影响测试结果的因素做探讨。

专家简介：

刘晓东，现任丹东百特仪器有限公司销售部副经理，具有十几年颗粒表征研究和销售经历，熟悉国内外各种品牌的颗粒分析仪器性能和特点，对激光粒度仪、纳米粒度仪、颗粒计数器等主流的颗粒检测技术具有深刻的理解和实践经验，常年受邀参加新能源、制药、化工、粉末冶金等领域的会议并做相关报告，并长期从事销售工作，对于客户需求、数据处理以及结果分析和诊断具有丰富实战经验。

参考来源：

晶粒vs倍率，固态电解质微观结构如何影响电池性能？.能源学人

中国第一，全球第五！丹东百特上榜“世界工业新闻”年度报告.丹东百特

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