固態電池

固態電池是一種使用固態電解質代替傳統液態電解質的電池技術。相比傳統鋰離子電池，固態電池具有更高的安全性、能量密度和循環穩定性。固態電池的基本組成通常包括以下幾個部分：

固態鋰電池結構

正極材料

正極材料是電池中負責儲存鋰離子的部分，常見的正極材料包括但不限于：

• 鋰金屬氧化物（如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4）

• 鋰鎳錳鈷氧化物（NMC）

• 鋰鎳鈷鋁氧化物（NCA）

  
  

固態電解質

固態電解質是固態電池的核心組成部分，它允許鋰離子在電池充放電過程中通過，同時提供電子絕緣。固態電解質的材料可以是：

• 氧化物（如LiPON、LLZO）

• 硫化物（如Li2S-P2S5）

• 聚合物（如PEO、PAN）

  
  

負極材料

負極材料是電池中鋰離子釋放和嵌入的部分。在固態電池中，負極材料通常包括：

• 鋰金屬（如鋰箔）

• 鋰合金

• 碳基材料（如石墨烯、硬碳）

  
  

主流的固態電解質分為聚合物、氧化物、硫化物三大路線

• 聚合物固態電解質擁有良好的成膜性，但室溫下離子電導率過低，單獨使用無法滿足需求。

• 氧化物固態電解質對水氧不敏感且電導率適中，過去在熱穩定性與電化學窗口高、而材料價格低的優勢加持下，成為國內團隊的主流選擇，并搭載半固態電池實現率先上車。

• 硫化物固態電解質由于其具有很好的加工性能以及極高的離子電導率，被認為是全固態鋰電池中的有利競爭者。與氧化物固態電解質相比，硫化物固態電解質合成溫度較低，楊氏模量低，更易加工和致密化，與正負極材料的界面接觸性更好，粉末冷壓成片后便能獲得較高的離子電導率。

• 硫化物電解質也面臨著在空氣中不穩定、合成成本高的問題。由于硫化物遇空氣會迅速水解生成毒性氣體，因此電解質合成需在惰性氣氛環境下進行，造成研發、制造、運輸及儲存成本高昂。

  
  

固態電解質對比

硫化物固態電解質固相法合成

固相法以高能球磨后熱處理的方法為主，主要工藝流程包括：

（1）球磨：將硫化鋰、五硫化二磷、氯化鋰按照一定的比例混入球磨介質中，將混料加入到球磨機中機械研磨后得到漿料；

（2）干燥：將球磨后得到的漿料在保護氣氛中干燥，得到硫化物固態電解質前驅體；

（3）燒結：將硫化物固態電解質前驅體置于惰性氣體保護下的燒結爐中，高溫燒結得到硫化物固態電解質；（4）破碎：將硫化物固態電解質加入到氣流粉碎機中經過氣流破碎，得到所需粒度的硫化物固態電解質，氣流粉碎機單獨置于手套箱內，全程密閉運行。

固相法制備硫化物固態電解質工藝流程

密閉隔離氣流粉碎機

密閉隔離氣流粉碎機是一種用于超細粉碎的設備，它在操作過程中可以實現對物料的密閉處理，以防止粉塵外泄和交叉污染。這種粉碎機特別適用于那些需要在無塵、無菌或者有特定環境要求下進行粉碎的物料。

密閉隔離氣流粉碎機

• 密閉系統：整個粉碎過程在一個封閉的系統中進行，這意味著物料不會被暴露到外部環境中，同時也防止了外部污染物進入粉碎室。

• 隔離操作：操作人員與粉碎過程隔離，通常通過控制面板或自動化系統進行操作，以確保操作安全并減少對操作人員的潛在健康風險。

• 氣流粉碎原理：物料通過高速氣流的沖擊和剪切力進行粉碎。氣流粉碎機利用壓縮空氣作為動力，將物料加速至超音速，然后在粉碎室內與固定或活動的沖擊表面發生碰撞，實現物料的粉碎。

• 精細控制：設備通常配備有精確的控制系統，允許操作者控制粉碎參數，如氣流速度、溫度、壓力和粉碎時間，以實現對產品粒度和形態的精確控制。

• 低交叉污染風險：由于粉碎過程的密閉和隔離特性，物料之間的交叉污染風險被降到最低，這對于制藥、食品加工和高精度化學產品生產尤為重要。

• 適用于敏感物料：密閉隔離氣流粉碎機適用于處理易燃、易爆、有毒或具有特殊衛生要求的物料。

• 易于清潔和維護：設備設計考慮到了清潔和維護的便利性，通?？梢钥焖俨鹦逗颓鍧?，以滿足不同批次生產的需求。

• 環境友好：由于減少了粉塵逸散和噪音污染，密閉隔離氣流粉碎機對工作環境和周圍環境的影響較小。

密閉隔離器氣流粉碎機

在電池材料制備中，如正極材料或負極材料的生產，密閉隔離氣流粉碎機可以用于制備具有一致粒度和形態的電池材料，這對于提高電池性能至關重要。