HIOKI日置發(fā)售粉末阻抗測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于電動汽車全固態(tài)電池的研發(fā)市場。

粉末阻抗測試系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過同時(shí)測量全固態(tài)電池材料評估和干法工藝驗(yàn)證所必需的關(guān)鍵參數(shù)，大大提高了材料評估的安全性和成本效益（*1）。 該系統(tǒng)由一個(gè)緊湊型測試用臺架、多個(gè)測量單元和集成軟件組成，可在手套箱內(nèi)完成測量 (*2)。 這不僅提高了工作安全性，還降低了被測物因吸濕而發(fā)生變質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，不僅降低了評估成本，還縮短了工作時(shí)間，這意味著可以進(jìn)行更多次的實(shí)驗(yàn)。

這款能提高工作效率的多功能粉末阻抗測試系統(tǒng)，有望成為電動汽車全固態(tài)電池研究的創(chuàng)新工具。

*1 干法：一種不使用溶劑直接加工粉末材料生產(chǎn)電極的制造方法。

*2 手套箱：將實(shí)驗(yàn)環(huán)境與外部隔離的小型密封箱。 隔板上附有手套，可在箱內(nèi)進(jìn)行安全的手工操作。

■ 開發(fā)背景

電池電動汽車（BEV）是全球可持續(xù)能源消耗的重要解決方案。目前，下一代電池的研發(fā)工作正在推進(jìn)中，主要集中在延長續(xù)航里程、縮短充電時(shí)間、降低車輛成本和提高安全性。 在這些創(chuàng)新中，全固態(tài)電池作為一種有望克服現(xiàn)有電池局限性的替代技術(shù)備受關(guān)注。

在全固態(tài)電池研究中，已經(jīng)對硫化物、氧化物、鹵化物和聚合物基材料等各種材料進(jìn)行了研究。特別是使用硫化物和鹵化物基材料等材料的全固態(tài)電池，由于在電極制備過程中無需高溫處理，而且具備高性能，有望盡快應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。

這些前景廣闊的材料需要在受控環(huán)境中進(jìn)行安全處理。例如，硫化物材料的粉末必須在手套箱中處理，因?yàn)樗鼈冊谑艹睍r(shí)會釋放出有害氣體。鹵化物材料的粉末也需要干燥室，以避免空氣中的濕氣改變其性質(zhì)。

為了解決這些問題，我們開發(fā)了這款一體化測試系統(tǒng)，包括一個(gè)可安裝在手套箱內(nèi)的測試用臺架。該系統(tǒng)可同時(shí)測量材料評估所需的多個(gè)參數(shù)，使全固態(tài)電池從樣品制作到測量的整個(gè)過程都能在受控環(huán)境中完成。通過支持全固態(tài)電池的開發(fā)，我司旨在促進(jìn)安全、高性能和可持續(xù)的 BEV 的廣泛使用，并在全球范圍內(nèi)推廣可再生能源的使用。

■ 產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 同時(shí)測量阻抗、厚度和壓力

制造全固態(tài)電池電極的一種方法是壓制粉末。測試用臺架SA 9003 的最大壓制壓力為 764 MPa（電極直徑 10 mm），完全能滿足客戶要求的壓制壓力。在控制粉末壓縮的同時(shí)，系統(tǒng)還能同時(shí)測量阻抗、厚度和壓力。根據(jù)這些測量結(jié)果，集成軟件可對其進(jìn)行分析，以確定體積密度 (*3)、離子導(dǎo)電率 (*4) 和導(dǎo)電率之間的關(guān)系 這有助于開發(fā)具有出色柔韌性、粘附性和抗裂性的固體電解質(zhì)，也有助于了解最佳陰極復(fù)合比率。

*3 體積密度：用粉末的質(zhì)量除以體積（包括顆粒之間的空隙）得出的數(shù)值。它被用作粉末壓縮和壓實(shí)的指標(biāo)。

*4 離子導(dǎo)電率：衡量材料中離子流動難易程度的指標(biāo)。 數(shù)值越高，表示電流越容易流動。

2. 優(yōu)化研究環(huán)境的緊湊型測量系統(tǒng)

測試用臺架的設(shè)計(jì)極為緊湊，可以輕松地安裝在手套箱內(nèi)，不會占用箱內(nèi)寶貴的空間。這樣能確保材料在從裝載到壓制和測量的整個(gè)過程中都不會離開手套箱。在受控環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究人員就不必?fù)?dān)心有害氣體的泄漏、濕氣引起的變質(zhì)以及耗時(shí)的提取操作。

安裝在手套箱內(nèi)的測試用臺架 SA9003

3. 大幅降低評估成本，增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)

在開發(fā)全固態(tài)電池的過程中，需要在不同條件下（如壓力和材料混合比）進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。 過去，樣品在手套箱中壓制后必須拿到室外進(jìn)行特性評估，而且每種條件都要消耗樣品。這款粉末阻抗測試系統(tǒng)簡化了這一過程，即在手套箱內(nèi)就能完成所有工作，顯著提高了操作效率。電極和壓制設(shè)備的一體化能實(shí)現(xiàn)在多個(gè)連續(xù)壓制壓力條件下測量單個(gè)樣品，這將減少材料用量，從而增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)。

■ 主要應(yīng)用

· 研究和開發(fā)汽車行業(yè)所需的全固態(tài)電池和干法工藝。

· 研究各種電池單元粉末材料的最佳混合比例以及壓制壓力的優(yōu)化。

· 在公共研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)研發(fā)部門、大學(xué)、汽車行業(yè)和化工行業(yè)開展下一代電池技術(shù)研究。