固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)的有力競爭者，因其高能量密度、高安全性能等優(yōu)勢備受關(guān)注。然而，純固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化落地仍需時日，目前常用的方法是制備具有流動性的固態(tài)電解質(zhì)組合物，以加速固態(tài)電池的商用化進(jìn)程。在這一過程中，固態(tài)電解質(zhì)的分散性成為影響電池性能的關(guān)鍵因素之一，而低場核磁共振技術(shù)則為表征固態(tài)電解質(zhì)分散性提供了有力支持。

固態(tài)電解質(zhì)分散性的重要性

固態(tài)電解質(zhì)組合物的制備往往需要加入溶劑和粘合劑。然而，固態(tài)電解質(zhì)對溶劑和粘合劑的極性十分敏感。當(dāng)使用具有高極性取代基的溶劑時，如羰基溶劑，溶劑會對固態(tài)電解質(zhì)粒子產(chǎn)生過度吸附，引發(fā)粒子與溶劑的反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致固體電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)率降低。同樣，粘合劑也可能出現(xiàn)類似現(xiàn)象，最終可能導(dǎo)致電池能量密度和循環(huán)性能的下降。為了克服這些問題，通常會選擇極性相對較低的溶劑和粘合劑，如芳香烴溶劑和苯乙烯類彈性體粘合劑。但這樣一來，固態(tài)電解質(zhì)粒子之間的相互作用會增強(qiáng)，其分散性有時會降低。因此，準(zhǔn)確表征固態(tài)電解質(zhì)的分散性對于固態(tài)電池的發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。

低場核磁共振技術(shù)的優(yōu)勢

低場核磁共振技術(shù)通過測量樣品中質(zhì)子的弛豫時間來揭示材料的孔隙結(jié)構(gòu)和分子運動狀態(tài)。對于固態(tài)電解質(zhì)分散性的表征，低場核磁共振技術(shù)能夠提供獨-特而有效的解決方案。通過檢測樣品中不同核自旋的信號，低場核磁共振技術(shù)可以獲取固態(tài)電解質(zhì)粒子在溶劑和粘合劑中的分布情況。深入了解固態(tài)電解質(zhì)粒子的分散狀態(tài)，從而優(yōu)化溶劑和粘合劑的選擇，以及調(diào)整制備工藝，以提高固態(tài)電解質(zhì)的分散性，進(jìn)而提升電池的性能。

低場核磁共振技術(shù)具有以下優(yōu)勢：

高靈敏度：低場核磁共振技術(shù)對氫核特別敏感，能夠檢測到微小的化學(xué)環(huán)境變化；

無需樣品制備：樣品可以直接進(jìn)行測量，無需復(fù)雜的前處理；

快速分析：相對于其他一些分析技術(shù)，低場核磁共振技術(shù)可以更快地提供結(jié)果；

無損檢測：與傳統(tǒng)的破壞性檢測方法相比，低場核磁共振技術(shù)是一種無損、綠色環(huán)保的檢測方法。

低場核磁共振技術(shù)在固態(tài)電池的發(fā)展中，特別是在固態(tài)電解質(zhì)分散性的表征方面，具有重要的應(yīng)用價值。通過該技術(shù)，可以優(yōu)化溶劑和粘合劑的選擇，調(diào)整制備工藝，從而提高固態(tài)電解質(zhì)的分散性，提升電池的性能。