主要目的是利用实验室液压机进行预压实，将松散、分层的粉末转化为机械稳定的、粘结的结构，称为“生坯”。通过施加精确的初始压力，压机提高了堆积密度，并将独立的各功能层（阳极、电解质、阴极）固定到位，防止在后续处理过程中材料的相互混合或移位。
预压实不仅仅是为了成型材料；它是消除空隙和最小化界面阻抗的基本机制。没有这种机械致密化，固态电池就会出现差的“点接触”，严重限制离子传输和电化学性能。
建立结构完整性
创建稳定的生坯
预压实的直接目标是将松散的粉末压实成一个自支撑的颗粒，通常称为生坯。这一步为组装件在转移到烧结炉而不会崩解提供了必要的机械强度。
防止层间混合
在构建多层电池时，保持每个功能层的独立性至关重要。预压实第一层会在添加第二层粉末之前创建一个平坦、明确的基底。这确保了清晰的界面，并防止材料在制造过程中发生交叉污染或分层。
优化电化学界面
克服点接触限制
刚性材料，如石榴石电解质，在与电极形成连接时存在固有的困难，导致高电阻的“点接触”。液压压制迫使较软材料（如锂金属）发生塑性变形，使其流入电解质表面的微小凹陷处。
最小化界面阻抗
施加高压（通常在 40 至 250 MPa 之间）对于最大化颗粒之间的有效接触面积至关重要。这种紧密、无孔隙的接触降低了电池的总内阻，为高效的离子传导创造了连续的通路。
确保烧结成功
均匀致密化
施加精确的压力（例如，初始成型时为 10 MPa）可确保“生颗粒”在进入高温处理之前具有均匀的密度分布。一致的初始密度对于防止烧结阶段的不均匀收缩或翘曲至关重要。
减少缺陷形成
适当的预压实可减轻加热过程中常见的结构性故障，如开裂或变形。通过在过程早期最小化内部孔隙率，液压机为获得致密且高导电性的最终陶瓷电解质片奠定了基础。
理解权衡
精确性的必要性
虽然高压是致密材料所必需的，但施加过程必须高度受控。该过程旨在消除孔隙率，但压力必须均匀，以避免引起应力梯度，从而可能导致脆性固体电解质断裂。
机械力与固有接触
需要认识到，固态电池依赖于机械力来替代液体电解质的自然“润湿”作用。如果施加的压力不足，界面将保持多孔，导致高阻抗；然而，这种机械结合只是烧结过程中实现的化学结合的前奏。
为您的目标做出正确选择
- 如果您的主要重点是电化学测试：优先考虑高压压实，以最大化界面接触并最小化阻抗，从而获得稳定的测量结果。
- 如果您的主要重点是制造良率：专注于预压实步骤的均匀性，以防止烧结过程中的开裂、分层和不均匀收缩。
最终，液压机是松散的原材料与功能性、高性能固态电池单元之间的关键桥梁。
总结表：
| 预压实的目的 | 关键优势 |
|---|---|
| 建立结构完整性 | 创建自支撑颗粒（生坯）以便处理。 |
| 防止层间混合 | 确保阳极、电解质和阴极层之间存在清晰、明确的界面。 |
| 优化电化学界面 | 最大化接触面积以最小化阻抗并实现高效的离子传输。 |
| 确保烧结成功 | 促进均匀致密化，并减少加热过程中的开裂等缺陷。 |
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