高强度PEEK模具在无负极固态电池（AFSSB）的组装中起着至关重要的双重作用：同时作为高压限制容器和可靠的电绝缘体。通过提供卓越的机械强度和化学稳定性，这些模具使研究人员能够在组装过程中施加必要的极端冷压，同时防止电极柱之间的短路。
核心要点 PEEK模具在机械完整性和电化学精度之间架起了桥梁，使研究人员能够在不对电绝缘或模具本身产生化学污染的风险下，对固态电解质施加数吨的压力以实现稳定。
电池组装中的关键功能
承受极端机械载荷
PEEK模具的主要机械功能是作为承压部件。固态电池需要显著的冷压压力，以确保层与层之间的良好接触。
高强度PEEK可以在不发生变形的情况下承受数百兆帕（MPa）的径向压力。这种尺寸稳定性对于制片过程至关重要，可确保电池在数吨力的作用下保持其预期的形状。
确保电绝缘
与金属模具不同，PEEK是一种坚固的电绝缘体。在无负极配置中，保持阴极和阳极之间的严格分离至关重要。
模具可防止电极柱、引线以及任何外部金属活塞或外壳之间发生电气短路。这种绝缘可确保电荷传输严格发生在电池内部，为精确的阻抗分析和循环测试提供稳定的边界。
保持化学稳定性
固态电池通常使用硫化物基电解质，它们具有高反应性和腐蚀性。PEEK因其在这些腐蚀性环境中具有化学惰性而被选用。
这种稳定性可防止模具与电解质发生反应，从而保护电池材料免受氧化失效。它确保实验结果反映的是电池的化学性质，而不是与容器的反应。
操作优势和权衡
提高样品完整性
除了强度和绝缘性，PEEK的表面特性也对组装效率起着作用。该材料通常具有低摩擦系数和光滑的内壁。
这种表面质量有助于完整地脱模电解质样品。它最大限度地降低了颗粒在取出过程中粘连或破裂的风险，确保了多个测试样品之间的高度尺寸一致性。
了解材料限制
虽然PEEK作为一种聚合物具有极高的强度，但它不是金属。选择它主要是为了平衡高压缩需求（通常是钢的领域）和绝缘需求（塑料的领域）之间的权衡。
用户必须在规定的压力限制（数百兆帕）内操作。超出这些限制可能会损害模具的尺寸稳定性，导致体积约束不准确或固态电解质结构可能泄漏。
为您的目标做出正确选择
- 如果您的主要重点是机械致密化：确保您的压制方案不超过PEEK模具的具体径向压力额定值（通常为数百兆帕），以避免变形。
- 如果您的主要重点是电化学数据准确性：依靠PEEK模具将测试系统与外部环境隔离，确保所有测量电势严格来自电池内部反应。
- 如果您的主要重点是样品可重复性：利用PEEK的低摩擦特性实现一致的制片，但要确保内壁无划痕，以保证易于脱模。
通过利用PEEK独特的双重特性，您可以创造一个稳定、无污染的环境，这对于高保真固态电池研究至关重要。
总结表：
| 特性 | 主要功能 | 研究效益 |
|---|---|---|
| 机械强度 | 高压限制（100+ MPa） | 确保致密制片和结构完整性。 |
| 电学特性 | 坚固的电绝缘体 | 防止电极柱之间的短路。 |
| 化学稳定性 | 化学惰性 | 保护活性电解质免受污染。 |
| 表面质量 | 低摩擦系数 | 便于脱模，防止颗粒破裂。 |
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参考文献
- Jiwei Wang, Hongli Zhu. Fundamental Understanding of “Fresh” Lithium Nucleation and Growth in Sulfide‐Based Anode‐Free Solid‐State Batteries: Effects of Substrate, Current Density, and Li <sup>+</sup> Supply. DOI: 10.1002/smll.202506473
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