粉末阻抗测试系统

　　在手套箱环境下进行全固态电池粉末材料和干法工艺评估的一体化解决方案

　　HIOKI日置粉末阻抗测试系统适用于电动汽车全固态电池的研发市场。

　　该系统通过同时测量全固态电池材料评估和干法工艺验证所必需的关键参数，大大提高了材料评估的安全性和成本效益（*1）。该系统由一个紧凑型测试用台架、多个测量单元和集成软件组成，可在手套箱内完成测量(*2)。这不仅提高了工作安全性，还降低了被测物因吸湿而发生变质的风险。同时，也降低了评估成本，缩短了工作时间，意味着可以进行更多次的实验。

　　这款能提高工作效率的多功能粉末阻抗测试系统，有望成为电动汽车全固态电池研究的创新工具。

　　*1干法：一种不使用溶剂直接加工粉末材料生产电极的制造方法。

　　*2手套箱：将实验环境与外部隔离的小型密封箱。隔板上附有手套，可在箱内进行安全的手工操作。

　　研发背景

　　电池电动汽车（BEV）是全球可持续能源消耗的重要解决方案。目前，下一代电池的研发工作正在推进中，主要集中在延长续航里程、缩短充电时间、降低车辆成本和提高安全性。在这些创新中，全固态电池作为一种有望克服现有电池局限性的替代技术备受关注。

　　在全固态电池研究中，已经对硫化物、氧化物、卤化物和聚合物基材料等各种材料进行了研究。特别是使用硫化物和卤化物基材料等材料的全固态电池，由于在电极制备过程中无需高温处理，而且具备高性能，有望尽快应用于大规模生产。

　　这些前景广阔的材料需要在受控环境中进行安全处理。例如，硫化物材料的粉末必须在手套箱中处理，因为它们在受潮时会释放出有害气体。卤化物材料的粉末也需要干燥室，以避免空气中的湿气改变其性质。

　　为了解决这些问题，我们开发了这款一体化测试系统，包括一个可安装在手套箱内的测试用台架。该系统可同时测量材料评估所需的多个参数，使全固态电池从样品制作到测量的整个过程都能在受控环境中完成。通过支持全固态电池的开发，我司旨在促进安全、高性能和可持续的BEV的广泛使用，并在全球范围内推广可再生能源的使用。

　　产品特点

　　1同时测量阻抗、厚度和压力制造全固态电池电极的一种方法是压制粉末。测试用台架SA9003的大压制压力为764 MPa（电极直径10 mm），完全能满足客户要求的压制压力。在控制粉末压缩的同时，系统还能同时测量阻抗、厚度和压力。根据这些测量结果，集成软件可对其进行分析，以确定体积密度(*3)、离子导电率(*4)和导电率之间的关系。这有助于开发具有出色柔韧性、粘附性和抗裂性的固体电解质，也有助于了解佳阴极复合比率。

　　*3体积密度：用粉末的质量除以体积（包括颗粒之间的空隙）得出的数值。它被用作粉末压缩和压实的指标。

　　*4离子导电率：衡量材料中离子流动难易程度的指标。数值越高，表示电流越容易流动。

　　2优化研究环境的紧凑型测量系统测试

　　用台架的设计极为紧凑，可以轻松地安装在手套箱内，不会占用箱内宝贵的空间。这样能确保材料在从装载到压制和测量的整个过程中都不会离开手套箱。在受控环境中进行实验，研究人员就不必担心有害气体的泄漏、湿气引起的变质以及耗时的提取操作。

       
                                                                               安装在手套箱内的测试用台架 SA9003                                                                                    

      3大幅降低评估成本，增加实验次数

　　在开发全固态电池的过程中，需要在不同条件下（如压力和材料混合比）进行多次实验。过去，样品在手套箱中压制后必须拿到室外进行特性评估，而且每种条件都要消耗样品。这款粉末阻抗测试系统简化了这一过程，即在手套箱内就能完成所有工作，显著提高了操作效率。电极和压制设备的一体化能实现在多个连续压制压力条件下测量单个样品，这将减少材料用量，从而增加实验次数。

　　主要用途

　　研究和开发汽车行业所需的全固态电池和干法工艺。

　　研究各种电池单元粉末材料的佳混合比例以及压制压力的优化。

　　在公共研究机构、企业研发部门、大学、汽车行业和化工行业开展下一代电池技术研究。