藏 万物藏 固态电池技术
Glossary

电池术语库

记录关键参数的定义、单位与常见取值范围。数值仅供建立量级概念,实际比较必须对齐测试条件。

全部 负极 正极 电解质 通用 界面 工艺
离子电导率 S/cm
Ionic Conductivity
衡量电解质传导锂离子能力的核心指标。数值必须在给定条件下才有意义:必须注明测试温度、成型压力、以及是体相电导还是含晶界的总电导。文献报道的固态电解质数值通常跨越几个数量级,横向比较前须对齐条件。
电化学窗口 V vs. Li/Li⁺
Electrochemical Window
电解质既不发生氧化也不发生还原的电压区间。氧化电位决定能否匹配高电压正极,还原电位决定与锂金属的相容性。窗口宽度通常由循环伏安或线性扫描测定,扫描速率会影响表观结果。
界面阻抗 Ω·cm²
Interfacial Resistance
电极与电解质之间因离子传输受阻产生的等效电阻。固态体系中可能包含机械接触、分解层、空间电荷层、有效接触面积不足等多个来源,需结合 EIS 频率分布、压力敏感性和时间演化分别判断。
首次库伦效率 %
Initial Coulombic Efficiency
首次充电容量中可逆放出的比例,即首圈放电容量/充电容量。损失部分来自 SEI 形成和不可逆副反应。硅基负极和富锂正极通常首效偏低,补锂是主要改善手段。
面容量 mAh/cm²
Areal Capacity
单位面积电极可存储的容量。相比比容量,面容量更直接决定电芯能量密度,因为它同时考虑了极片厚度与压实。固态电池要实现高能量密度,面容量必须显著高于现有液态体系水平。
压实密度 g/cm³
Compaction Density
极片辊压后的密度,影响体积能量密度和颗粒间接触。过高会压碎颗粒或阻断孔隙导致离子传输困难,过低则电子通路与体积利用率差。干法极片回弹明显,设定辊隙需留余量。
电子电导率 S/cm
Electronic Conductivity
材料传导电子的能力。固态电解质必须同时具备高离子电导率和极低电子电导率,否则会产生自放电和内部短路风险。电子电导常通过直流极化或四探针法测定。
锂离子迁移数 —
Li⁺ Transference Number
离子电流中由锂离子贡献的比例,理想值为 1。液态电解液通常偏低,意味着阴离子也在迁移并造成浓度极化。单离子导体是固态电解质的重要优势方向。测定常用 Bruce-Vincent 法。
过电位 V
Overpotential
实际电压与理论平衡电压之差,反映极化程度。由欧姆极化、电荷转移极化和浓差极化共同构成。过电位过高会在快充时转化为发热,是安全性的隐性风险来源。
临界电流密度 mA/cm²
Critical Current Density
在锂金属对称电池中,逐渐提高电流密度直至出现短路或电压失稳的临界值。反映电解质抑制锂枝晶的能力。数值对压力、温度、界面处理极其敏感,不同文献差异很大。
表面残碱 %
Surface Residual Alkali
正极材料表面的 LiOH / Li₂CO₃ 含量。过高会与 PVDF 等粘结剂反应、使浆料碱性和粘度异常、影响涂布稳定性。高镍正极和富锂补锂剂尤需关注,通常通过滴定法测定。
D50 粒径 μm
Median Particle Size
颗粒粒径分布的累积 50% 对应值。与 D10、D90 一起描述分布宽度。粒径级配影响压实密度和浆料流变性;过细会增加比表面和副反应,过粗则影响反应均匀性。
空间电荷层 —
Space Charge Layer
电解质与电极化学势差异导致界面附近载流子浓度重新分布形成的电荷层,会产生额外离子传输阻力。在低电流、长时间尺度下更明显,通常靠更换材料组合或引入梯度中间层缓解。
杨氏模量 GPa
Young\u2019s Modulus
材料弹性模量,反映刚度。在固态电池中用于评估电解质抑制锂枝晶的能力(高模量理论上更能机械阻挡),但实际抑制效果还取决于缺陷、晶界和界面状态,仅看模量不足以判断。
热失控起始温度 ℃
Thermal Runaway Onset
电芯在受热或滥用条件下开始自加速放热的温度。固态电解质本身不燃或难燃,但界面反应、锂金属和正极释氧仍可能引发热失控。这是固态电池安全优势的核心评估指标。