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安全性高，降低電池自燃、爆炸風險。全固態電解質材料通常不燃或者燃點高，且無快速爆燃風險；
能量密度高。固態電池具有非常高的力學強度，可以抑制鋰枝晶的生長，陰極材料可以選用高能量密度的鋰金屬電極。因為極低的安全風險，全固態電池電化學窗口可達 5 V 以上，高于液態鋰離子電池(4.2 V)，陽極可選用高能量密度材料(如高鎳三元電極)，進一步增大能量密度；
全固態電池無需電解液和隔膜，可簡化封裝、冷卻系統，在有限空間內進一步縮減電池重量和體積，大大提高體積能量密度。
圖1 液態鋰電池與全固態鋰電池結構對比
圖2 主流三大固態電解質體系及特點
圖3 機械合金原理圖
使用試劑級Li2S, P2S5, LiX(X=Cl, Br, I)粉末作為原料，按照Li6PS5X(X=Cl, Br, I)比例計算配比，分別稱重相應原料的質量，合計1 g。
圖4 實驗所用到的化學試劑
選用萊馳高能行星式球磨儀PM300作為材料機械合金制備的機器，該機器最高轉速可達800 rpm，最大能提供64 G的加速能量，能為機械合金應用提供強大且穩定的輸入能量。同時該設備配有兩個工位，可同時合成兩份原料，提高工作效率。
圖5 萊馳高能行星式球磨儀PM300
研磨套件選擇：50 ml氧化鋯研磨罐，15顆直徑10 mm氧化鋯研磨球。
研磨參數：轉速600 rpm，連續研磨20 h。
將研磨后的材料取出后放進通氬氣氣氛的管式爐中在550 ℃的溫度下加熱5 h。
圖6 卡博萊特蓋羅管式爐TF系列
熱處理爐選用卡博萊特蓋羅的TF系列，該系列管式爐加熱溫度最高可達1600 ℃，有多個溫區的型號可選。該系列管式爐具有優異的溫度均勻性，快速升溫和冷卻速率，整個加熱長度的溫度均勻性好。
使用X射線衍射儀(XRD)對合成的材料的物相結構進行分析。XRD測試結果顯示Li6PS5X(X=Cl, Br, I)的特征衍射峰清晰明顯，表明可通過通過高能行星式球磨儀可合成Li6PS5X(X=Cl, Br, I)晶體，獲得理想的固態電池電解質材料。
圖7 合成材料的XRD測試結果
行星式球磨儀PM300是一款功能強大、符合人體工程學的臺式設備，配有兩個研磨工位，可支持高達 500 毫升容積的研磨罐，允許每批次處理最多達220 毫升x2的樣品材料。最高800 rpm的高轉速，產生的高離心力導致粉碎效率極大提升，從而縮短了工作時間。
PM 300幾乎可以適合所有行業，可滿足質量控制過程中對純度、速度、出樣細度和重現性的最高要求。由于其高達64倍重力加速度的巨大能量輸入，PM 300也是機械化學反應（機械化學合成、機械合金化和機械催化）或納米級超細膠體研磨等研究任務的選擇。
卡博萊特蓋羅的多功能新型TF管式爐系列融合了高品質的加熱元件和創新的保溫設計，可在保持降低的外殼溫度和功耗的同時實現高性能。
TF系列在設計時考慮了靈活性。插入式工作管和工作管適配器的使用，允許單個管式爐適配多種直徑的工作管，而工作管本身也可以輕松更換，以滿足工藝的不同物理或化學要求。
可選的工作管套件使用戶能夠配置TF系列管式爐，以便在真空或可控氣氛下運行。
領拓儀器作為弗爾德的代理商，擁有Carbolite•Gero (卡博萊特·蓋羅)烘箱、馬弗爐，Eltra (埃爾特)碳/硫/氧/氮/氫元素分析儀，德國Retsch (菜馳)粉碎、研磨、篩分設備和德國MICROTRAC MRB(麥奇克萊馳)多功能粒度粒形分析儀等設備。如有需要，可掃描下方二維碼添加客服溝通。
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