高精度恒温加热环境是关键催化剂，可将电池内的液体前驱体转化为固态。具体而言，它在组装好的 18650 圆柱形电池内部引发 TEGDMA 单体的原位聚合，将液体溶液转化为坚固的局部高浓度电解质凝胶（LHCE-GPE）。
该热过程的核心功能是在电池壳内部直接固化电解质。这确保了电解质与电极之间形成无缝的分子级键合，同时保持电池原有的结构完整性。
原位聚合的机理
触发化学转化
加热环境（如工业烤箱或恒温器）的主要作用是引发化学反应。
通过施加持续的热能，系统会触发TEGDMA 单体的聚合。该反应将材料的物理状态从液体前驱体溶液转变为固体凝胶。
制造坚固的固体凝胶
与保持流动的传统液体电解质不同，该过程会产生坚固的固体凝胶电解质。
这种固体结构提高了电池的安全性和稳定性。它有效地将电解质固定在原位，防止泄漏并增强机械强度。
为什么精密控制至关重要
确保完美的润湿性
该过程依赖于前驱体最初为液体，以便渗透电极的每个孔隙。
加热后，原位聚合可确保电解质与电极界面之间实现分子级紧密接触。这带来了优异的润湿性，这对于高效的离子传输至关重要。
保持电池结构
该方法的一个关键优势是它发生在已经组装好的 18650 圆柱形电池内部。
由于聚合是原位（在原处）发生的，因此在填充后无需拆卸或操作电池组件。这可以保持电池结构，防止在固体组件的机械组装过程中可能发生的损坏。
理解操作要求
均匀性的必要性
来源强调需要一个高精度和恒温的环境。
如果温度波动，聚合可能不均匀，导致出现液体前驱体斑块或凝胶密度不一致。需要这种均匀性来确保电解质在整个电池中保持一致的性能。
设备依赖性
为了达到这种控制水平，需要工业烤箱或恒温器等专用设备。
标准的加热方法可能缺乏必要的精度来在不损坏其他敏感电池组件的情况下，维持 TEGDMA 聚合所需的严格热窗口。
为您的目标做出正确选择
为了最大限度地提高 LHCE-GPE 制备的有效性，请考虑您的具体目标：
- 如果您的主要重点是界面质量：确保您的加热曲线足够精确，以便在固化之前让液体前驱体充分润湿电极孔隙。
- 如果您的主要重点是制造效率：利用该过程的原位特性，消除后组装处理步骤，因为凝胶直接在成品外壳内部形成。
精密加热是液态制造的简便性与固态电解质的性能稳定性之间的决定性桥梁。
摘要表：
| 特征 | 对 LHCE-GPE 制备的影响 |
|---|---|
| 原位聚合 | 在 18650 电池内部将液体 TEGDMA 单体转化为坚固的固体凝胶。 |
| 分子级键合 | 确保电解质和电极之间完美的润湿性和紧密接触。 |
| 温度精度 | 防止聚合不均匀，并保持整个电池凝胶密度的均匀性。 |
| 结构完整性 | 允许在组装后固化，保持电池内部结构。 |
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参考文献
- Xingchen Song, Yongsheng Chen. Practical 4.7 V solid-state 18650 cylindrical lithium metal batteries with <i>in-situ</i> fabricated localized high-concentration polymer electrolytes. DOI: 10.1093/nsr/nwaf016
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
