半固态电池测试测试项目与方法

　　半固态电池(Semi-Solid-State Battery)是介于传统液态锂离子电池与全固态电池之间的过渡技术，其核心特征是采用少量液态电解液(通常 <10 wt%)浸润固态电解质骨架(如聚合物、氧化物填料或凝胶网络)，兼具高安全性、较高能量密度和一定的可制造性。目前主流技术路线包括： quasi-solid gel electrolyte(准固态凝胶)、slurry-cast composite electrolyte(浆料涂覆复合电解质) 等。

　　关键测试项目与方法优化

　　1. 电化学性能测试

　　(1)容量与库仑效率

　　注意：首次效率(ICE)通常较低(75–85%)，因固态界面副反应多

　　建议：

　　化成制度延长(如 0.05C × 3 cycles)

　　测试温度 ≥30°C(提升离子电导率)

　　(2)倍率性能

　　半固态电池倍率能力普遍弱于液态(室温下)

　　推荐测试温度：25°C / 45°C 对比，评估热辅助可行性

　　(3)循环寿命

　　关注界面稳定性：容量衰减常源于正/负极-电解质界面退化

　　表征手段：

　　循环后 EIS 分析界面阻抗增长

　　SEM 观察电极/电解质接触是否脱粘

　　2. 离子电导率与界面阻抗测试

　　样品制备：需组装对称电池(Li | electrolyte | Li)或三电极体系

　　3. 安全性能测试(重点!)

　　(1)热失控测试

　　绝热 ARC 测试：

　　半固态电池 T₂(热失控 onset)通常比液态高 20–50°C

　　放热量 ΔH 显著降低(因可燃液态电解液减少)

　　外部加热(GB 38031)：

　　多数半固态电池可实现“不起火、仅冒烟”，满足 5 分钟逃生要求

　　(2)针刺测试

　　现象：无剧烈喷火，但可能局部碳化、缓慢升温

　　判定建议：

　　温升 ≤60°C(表面)

　　无明火、无爆炸

　　电压缓慢下降(非瞬间短路)

　　(3)过充耐受性

　　因离子电导率低，过充时极化大，反而可能自限流，降低风险

　　4. 机械与环境适应性

　　5. 微观结构表征(研发级)

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