熔融石英圆盘是绝缘间隔件的卓越选择，当数据完整性至关重要时，它提供了绝缘、热稳定性和机械刚性的组合。与常见的聚合物替代品不同，熔融石英确保力测量反映的是电池的实际行为，而不是由热膨胀或材料压缩引起的伪影。
在高精度测试中，目标是测量电池的应力，而不是测试夹具的移动。熔融石英消除了由环境变化引起的“寄生”信号，确保即使是最微小的化学机械位移也能被准确捕获。
消除环境噪声
热稳定性和低膨胀性
标准绝缘体通常会随着温度变化而显著膨胀和收缩。熔融石英具有极低的线热膨胀系数。在室温可能波动的长期实验中，保持稳定的基线至关重要。
减少寄生应力信号
当绝缘间隔件因受热而膨胀时，它会对传感器施加力，产生错误的读数。熔融石英有效地减少了这些寄生应力信号。这确保了收集到的数据代表电池的真实应力演变，而不是间隔件的热行为。
最大化测量灵敏度
高机械硬度
软材料充当减震器，在电池产生的力到达传感器之前将其衰减。熔融石英提供高机械硬度，防止了这种衰减效应。它充当力的固体、坚固的传输线。
传递微小位移
电池在循环过程中通常会产生非常小的、细微的物理变化。熔融石英的高刚性确保即使是微小的位移也能直接传递到力传感器。这种直接传输对于实现精确的化学机械分析所需的高灵敏度至关重要。
权衡：石英与聚合物
聚合物绝缘体的隐藏成本
虽然聚合物通常用于电绝缘，但它们会在应力测试中引入显著的误差。它们易受热膨胀和机械顺应性的影响，可能会掩盖精细的数据细节。
优先考虑数据准确性
选择熔融石英是优先考虑数据准确性而非材料可用性或成本的决定。虽然聚合物可能更容易获得，但它们通过引入熔融石英专门消除的噪声，损害了高精度应力演变测试的完整性。
为您的目标做出正确选择
为确保您的实验设置满足您的特定精度要求，请考虑以下几点：
- 如果您的主要关注点是热波动：选择熔融石英，利用其低热膨胀特性，将环境温度变化与您的应力数据分离开来。
- 如果您的主要关注点是高分辨率力传感：依靠熔融石英的高刚性，在没有软材料衰减效应的情况下传递微牛级别的力。
通过用刚性熔融石英替换柔顺的绝缘体，您可以将测试夹具从一个变量转变为一个常数。
总结表：
| 特性 | 熔融石英圆盘 | 聚合物绝缘体 |
|---|---|---|
| 热膨胀 | 极低（稳定基线） | 高（导致信号漂移） |
| 机械刚性 | 高（直接力传输） | 低（衰减小信号） |
| 数据完整性 | 高精度/高灵敏度 | 测量伪影的可能性 |
| 主要功能 | 电绝缘+刚性 | 基本电绝缘 |
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参考文献
- Saeed Moradi, Paul V. Braun. Cathode chemomechanics controls Li metal solid-state battery performance under low stack pressures. DOI: 10.1038/s41467-025-64358-2
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
