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标准解读 | T/CSAE 477-2025《硫化物固体电解质空气稳定性测试方法》

发布时间:2025-12-17 来源:中国汽车工程学会

固态电池具有高能量密度、高安全性和快充潜力,固体电解质作为固态电池的容量发挥的关键材料,尤其是硫化物固体电解质,其性能评价成为行业关注的重点;空气稳定性是固体电解质性能的重要评价指标,固体电解质需要在空气中具有良好的稳定性,以便于大规模合成和应用。由于硫化物固体电解质对空气敏感,极易与空气中的水分反应生成有毒的H2S气体导致电解质结构变化和离子电导率下降,这限制了其大规模生产和实际应用。然而,固态电池用关键材料固体电解质产品及其性能评测方法目前还没有正式的国家标准及行业标准,行业亟待建立硫化物固体电解质空气稳定性的测试方法。

202510月,中国汽车工程学会发布T/CSAE 477-2025《硫化物固体电解质空气稳定性测试方法》。该标准由电动汽车产业技术创新战略联盟提出,国联汽车动力电池研究院有限责任公司牵头。并在接下来时间里,联合中汽研(天津)、中汽新能、比亚迪、北京卫蓝、四川赛科动力、上海屹锂、中石化(大连)石油化工研究院、一汽、长安汽车先进电池研究院、浙江锋锂、宁德时代、北京车和家、四川赛科检测、北京科技大学、广汽埃安、广州巨湾技研、合肥国轩高科、湖州耀宁、安徽江淮、煤炭科学研究总院、南方科技大学、奇瑞、东风、上海电器、深圳科晶智达、远景动力、长春汽车检测中心、浙江智邦、中国汽车工程研究院、山东理工大学、浙江绿色智行等31家相关行业单位共同完成。至此,业内关于硫化物固体电解质空气稳定性测试方法,有了相关标准。

T/CSAE 477-2025硫化物固体电解质空气稳定性测试方法》描述了一种测定硫化物固体电解质离子电导率保持率表征其空气稳定性的方法。将固体电解质材料暴露在规定露点的环境下,并规定暴露时长及暴露方式,测定固体电解质暴露前后的离子电导率,计算暴露后相对于暴露前离子电导率的保持率。

硫化物固体电解质空气稳定性测试流程

本标准制定程中分别对试样暴露时间、试样放置方式、暴露环境露点进行了系统的研究。

1)暴露时间分别研究了试样在露点-60℃、-50℃、-40℃的环境中暴露0.5h、1h、2h、4h、8h、12h、24h的空气稳定性(如图2)。研究表明,在不同露点条件下,暴露时间范围为0.5h-24h,随着暴露时间的增加,样品离子导电率逐渐减小,空气稳定性逐渐降低。同时结合各企业的研究条件,最终规定暴露时间为不小于4h,并在试验报告中注明具体的暴露时间。

硫化物固体电解质不同暴露时间的空气稳定性

(从左到右分别是露点-60℃、露点-50℃露点-40℃

(2)试样放置方式:分别研究了试样在直径1.5cm、高度4cm堆积放置、直径3.5cm、高度2.6cm堆积放置、外径75 mm,壁厚2.3 mm,皿高17.6 mm的玻璃培养皿平铺放置3种放置方式下的空气稳定性。研究表明看出不同的堆积方式,样品的空气稳定性都有所差别,结合实际样品的放置方式,规定堆积方式为平铺于外径75 mm,壁厚2.3 mm,皿高17.6 mm的玻璃培养皿中。

 

不同试样放置方式

(从左到右依次是直径1.5cm、高度4cm堆积、直径3.5cm、高度2.6cm堆积、外径75 mm,壁厚2.3 mm,皿高17.6 mm的玻璃培养皿平铺)

 

(3)暴露环境露点:分别研究了试样在露点-60℃-50℃-40℃3种暴露环境下暴露24h空气稳定性,结果表明,当环境露点由-60℃变为-50℃再变为-40℃时,2种样品的空气稳定性都相应降低,结合硫化物电解质的实际应用环境,规定样品的暴露环境≤-40℃,并在试验报告中注明具体的暴露环境露点。结合以上试验形成了完整的《硫化物固体电解质空气稳定性测试方法》标准文件。

 

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