手动研磨工艺是关键的预处理步骤，旨在最大化固体前驱体之间的物理接触。通过施加机械剪切力，可以初步混合固体锂盐——特别是Li[FTA]和Li[FSA]——确保它们达到分子级的接近程度。这种物理上的紧密接触是后续在140°C加热阶段形成均匀液相的先决条件。
手动研磨不仅仅是粉碎固体；它是用于在不同盐之间建立分子级接触的机制，从而在热处理开始前促进形成均匀的低熔点二元混合物。
预混合的力学原理
施加机械剪切力
手动研磨过程中的主要作用机制是机械剪切力。这种力会物理性地破坏单个固体盐的结构。
通过分解初始的晶体结构，可以使不同的盐组分在物理上相互混合。这使得系统超越了简单的粉末混合，进入了紧密的物理整合状态。
实现分子接近
该过程的目标是确保Li[FTA]和Li[FSA]盐达到“分子级近距离接触”。
如果没有这一步，盐将保持为离散的宏观颗粒。研磨确保两种盐的分子彼此相邻，从而减少下一阶段相互作用所需的扩散距离。
预熔接触为何重要
促进低共熔转变
在室温下进行的物理混合直接影响熔化过程的效率。
当混合物随后加热到140°C时，研磨建立的紧密接触使得盐能够协同熔化。这有助于形成一个低熔点的均匀二元体系，而不是两种独立的盐分别熔化。
创建均匀基础
这种均匀的二元混合物并非最终产品；它充当基底。
通过确保二元盐体系的均匀性，可以为聚合物的添加创建一个稳定的基础。这种均匀性对于最终电解质有效抑制结晶的能力至关重要。
避免常见陷阱
接触不足的风险
如果手动研磨不足，盐可能无法达到必要的分子接近程度。
这可能导致加热阶段出现“热点”或相分离。结果可能不是均匀的二元混合物，而是表现不同的非均相区域，从而影响电解质的整体性能。
热处理不一致
跳过研磨步骤或研磨效果不佳会给热处理阶段带来更大的负担。
如果没有剪切力提供的先发优势，盐在熔化过程中需要更多的时间或能量才能均匀化。这种不均匀性可能导致所得混合物无法达到深过冷溶剂体系所需的特定低熔点状态。
优化您的电解质制备
为确保最高质量的锂深过冷溶剂（Li-DSS）电解质，请根据您的具体目标考虑以下几点：
- 如果您的主要关注点是工艺可重复性：标准化手动研磨的持续时间和强度，以确保每个批次之间实现相同的分子接触。
- 如果您的主要关注点是抑制结晶：在研磨过程中优先考虑二元混合物的均匀性，因为均质的盐基是有效聚合物整合的必要前提。
彻底的机械制备是决定热相变成功与否的隐藏变量。
总结表：
| 阶段 | 操作 | 主要目的 |
|---|---|---|
| 预处理 | 手动研磨 | 通过机械剪切力实现分子级接触 |
| 热相 | 加热至140°C | 促进协同熔化成均匀的二元体系 |
| 整合 | 添加聚合物 | 创建稳定的基底以有效抑制结晶 |
| 结果 | 均匀的Li-DSS | 生产高性能、均质的液体电解质 |
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参考文献
- Taku Sudoh, Kazuhide Ueno. Polymer-Assisted Deep Supercooling of Lithium Salts Enables Solvent-Free Liquid Electrolytes with Near Single-Ion Conduction. DOI: 10.26434/chemrxiv-2025-47qtw
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
