主要目的是通过物理填充电极内的空隙来建立连续、高效的离子传输路径。由于固体电解质缺乏液体的自然流动性，它们无法自行渗透电极结构。预混合过程中的均匀分散是确保这些固体颗粒进入并占据活性材料颗粒之间微孔的唯一机制。
固体电解质无法自行流入间隙。均匀分散可确保电解质颗粒在电极被压缩之前，物理上占据活性材料之间的空隙，从而形成离子运动所需的接触点。
固态混合的物理学
克服缺乏流动性的问题
在传统电池中，液体电解质会自然渗入电极的每个缝隙。固体电解质缺乏这种渗透性。
它们会保持在机械放置的位置。因此，预混合阶段必须充当将导电介质分布到整个电极的强制力。
建立离子通道
这种分布的最终目标是填充孔隙。
您必须确保固体电解质颗粒存在于活性材料颗粒之间的孔隙内。当这些孔隙被完全填充时，它们会形成一个连续的链。这条链充当允许离子在电池中有效传输的“高速公路”。
分散不足的风险
团聚陷阱
固态混合中最显著的权衡是颗粒容易结块的趋势。
如果分散不均匀，固体电解质颗粒会形成团聚体。这些团块通常比它们旨在填充的孔隙大。电解质没有进入间隙，而是堆积在活性材料的顶部，从而切断了离子传输路径。
不可逆的结构缺陷
预混合阶段决定了电极的最终质量。
一旦混合物进入压缩阶段，颗粒排列就会被有效锁定。如果由于团聚而阻止了电解质进入间隙，压缩也不会在之后将其强制推入。结果是永久存在缺陷的电极结构，导电性差。
为您的目标做出正确的选择
实现均匀分散在于平衡混合能量与颗粒完整性，以确保在致密化之前正确构建导电网络。
- 如果您的主要重点是最大化功率输出：确保混合过程足够剧烈，以打散团聚体，使电解质颗粒能够深入渗透活性材料孔隙。
- 如果您的主要重点是工艺可靠性：监控预混合阶段，以防止出现活性材料与电解质网络隔离的“死区”。
最终，没有均匀的分散，固体电解质就无法桥接活性材料之间的间隙，导致电极的部分区域在电化学上不活跃。
摘要表：
| 混合方面 | 在固态电极中的重要性 | 失败的影响 |
|---|---|---|
| 流动性 | 固体颗粒无法自行渗透；需要机械分布。 | 空隙保持空着，阻碍离子流动。 |
| 孔隙填充 | 确保颗粒占据活性材料之间的微观间隙。 | 电解质堆积在顶部，隔离活性材料。 |
| 离子通道 | 创建连续的“高速公路”以实现高效的电荷传输。 | 永久存在缺陷的电极，导电性低。 |
| 团聚 | 防止颗粒结块成大而无法使用的团块。 | 大团块阻碍孔隙进入并降低性能。 |
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参考文献
- Kazufumi Otani, Gen Inoue. Quantitative Study of Solid Electrolyte Particle Dispersion and Compression Processes in All-Solid-State Batteries Using DEM. DOI: 10.5796/electrochemistry.25-71025
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
