由电动汽车产业技术创新战略联盟提出,中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司牵头研制的《固态电池术语和定义》、《固态电池材料评测用模具电池装配方法》、《固体电解质致密度测试方法》、《固体电解质离子电导率测试方法 交流阻抗法》和《固体电解质电子电导率测试方法 直流极化法》五项标准已按《中国汽车工程学会(CSAE)标准制修订管理办法》有关规定通过立项审查,现正式列入中国汽车工程学会标准研制计划,起草任务书编号分别为:
《固态电池术语和定义》:2024-104
《固态电池材料评测用模具电池装配方法》:2024-100
《固体电解质致密度测试方法》:2024-101
《固体电解质离子电导率测试方法 交流阻抗法》:2024-102
《固体电解质电子电导率测试方法 直流极化法》:2024-103
标准研制背景
固态电池以其可预期的更宽安全窗口及更优秀的性能表现,成为动力电池的发展方向之一。然而,目前产业界对固液混合电池和全固态电池等相关概念尚缺乏明确统一的定义,导致在技术路线、材料选择以及应用场景等方面存在较大差异,因此亟需规范固态电池相关术语的定义,为行业发展提供清晰的指引和统一的标准,推动技术进步和产业化进程。
固体电解质作为固态电池用关键材料,对电池性能发挥起着重要作用。固体电解质的研究及技术进步,推动着固态电池技术的快速发展,因此如何评测电解质性能的优劣,其评测性能指标参数及测试方法的准确性、一致性及重现性显得尤为重要。在性能指标参数方面,衡量固体电解质性能优劣的指标参数有离子电导率、电子电导率、致密度、电化学窗口等,其中离子电导率及电子电导率的性能尤为重要,是关键性能指标,但现行标准中离子电导率及电子电导率测试方法中,其环境条件、测试参数、制样方法等测试参数均需要进行统一及调整,以解决由于测试方法及参数选取不规范、不统一而带来的测试结果的差异。另外,固体电解质的致密度作为电解质性能测试中关键过程参数,直接影响离子或电子在电解质层或电极层颗粒之间的传输速率,需要建立统一的测试方法,以便更好的评测材料本征特性。
同时,性能指标参数测试的一致性及重现性也受到测试装置的影响。固体电解质,尤其是硫化物、卤化物等对环境或压力敏感的固体电解质性能测试,与常规电解质评测用扣式电池不同,需要采用具备一定密封性能及压力的模具电池来进行测量。因此,需要统一模具电池关键功能参数要求,解决由于模具电池压力控制、密封性、接触面电阻等问题带来的测试结果差异性及波动性。
上述系列方法标准的制订,一方面可实现对空气敏感的硫化物、卤化物等材料致密度的准确评测,另一方面通过规范测试方法,使得测试数据准确可参考。不仅是对材料特性的测试表征,更为其上下游领域,如电解质前驱体制备及固态电池的发展与应用提供了技术支撑。
标准研制主要内容
《固态电池术语和定义》描述了固态电池相关术语和定义,规定了全固态电池定义与判定条件。采用失重率计算固态电池中液态物质含量,方法规定了测试条件、测试设备、测试步骤、计算方法等要求。
《固态电池材料评测用模具电池装配方法》规定了固态电池材料评测用模具电池装配方法的术语和定义、模具电池原理及装配方法。适用于固态电池用固体电解质、正负极材料等,尤其是对空气及压力敏感的固体电解质,如硫化物电解质、卤化物电解质等,其他新体系电解质可参照执行。试验方法部分规定了模具电池测试原理及装配流程等内容。对模具电池材质选取、柱体粗糙度等进行了相关的规定。
《固体电解质致密度测试方法》规定了固态电池用电解质致密度术语定义、测试环境、仪器设备精度及测试方法。适用于粉末类及膜类固体电解质致密度测试。如氧化物电解质、硫化物电解质以及聚合物基电解质。试验方法部分规定了致密度测试粉末类、膜类样品制备方法及致密度测试计算方法。
《固体电解质离子电导率测试方法 交流阻抗法》规定了固体电解质离子电导率测试方法的术语和定义、环境要求、仪器及试验方法。适用于粉末类及膜类固体电解质离子电导率的测试。试验方法部分规定了离子电导率测试粉末类膜类样品制备方法、交流阻抗法测试参数选取(拟合电路及R值选取)及其离子电导率计算方法。
《固体电解质电子电导率测试方法 直流极化法》规定了固体电解质电子电导率测试方法的术语和定义、环境要求、仪器及试验方法。适用于粉末类及膜类固体电解质电子电导率的测试。试验方法部分规定了电子电导率测试粉末类膜类样品制备方法、直流极化法测试参数选取(施加电压、稳态时间)及其电子电导率计算方法。
征集参与单位
标准项目已启动参编申报,诚邀行业内相关企业、研究机构和专家学者积极参与标准的制定工作,共同推动全固态电池产业的标准化进程。
参编请联系电动汽车联盟秘书处:
陆晓磊 18686698020 luxiaolei@sae-china.org
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