砂纸抛光是烧结的 Sc/Zn 共掺杂 NASICON 电解质的强制性后处理步骤，以确保其电化学可行性。这种机械研磨具有三个主要功能：去除加热过程中形成的绝缘表面杂质、将电解质厚度校准至约 1 毫米，以及建立电池组装所需的表面平整度。
抛光过程将原始烧结陶瓷转化为功能性电解质。通过机械去除高电阻表面层并使形貌平滑，您可以最大限度地减小界面电阻，并确保电解质与电极之间的高效离子传输。
抛光的物理必要性
烧结会形成固体结构，但会留下可能影响性能的表面缺陷。抛光可以解决这些物理缺陷。
去除表面杂质
在高温烧结过程中，NASICON 颗粒的外层通常会降解或与大气发生反应。
这会导致形成不均匀的氧化物层或杂质膜。这些层会阻碍离子流动，必须使用粗砂纸（400 目）和细砂纸（1000 目）对其进行物理去除，以暴露出下方纯净的活性电解质材料。
精确的尺寸控制
电解质的几何形状会影响实验结果的一致性。
抛光可以实现电解质厚度的精确控制，通常目标是约 1 毫米。均匀的厚度对于准确计算电导率和确保电池单元中的机械堆叠压力一致至关重要。
电化学影响
除了清洁材料之外，抛光还可以为将材料集成到工作电池单元做好准备。
确保表面平整度
原始烧结表面在微观层面通常是粗糙或翘曲的。
抛光可以产生优异的平整度和光滑度。如果没有这一步，刚性的陶瓷电解质与电极材料的接触点将有限，从而产生阻碍离子传输的空隙。
最小化接触电阻
抛光的最终目标是优化固体电解质与电极（如金属钠或复合正极）之间的界面。
光滑、清洁的表面可以实现紧密的物理接触。这种紧密的接触显著降低了界面处的接触电阻，这是电池整体效率和功率性能的关键因素。
理解权衡
虽然有必要，但抛光过程会带来必须管理的机械风险。
机械完整性与表面质量
NASICON 陶瓷可能很脆。在抛光过程中施加过大的压力可能会导致烧结圆片破裂或产生微裂纹。
权衡在于足够积极地抛光以去除所有表面氧化物并达到 1 毫米的目标，但又足够温和以保持颗粒的结构完整性。
为您的目标做出正确选择
抛光的程度应与您的具体实验或应用要求相符。
- 如果您的主要重点是最小化内部电阻：确保您从 400 目进展到 1000 目，以实现尽可能高的表面光滑度，从而最大化电极接触。
- 如果您的主要重点是获得一致的几何数据：优先考虑面的平行度和精确的厚度控制（约 1 毫米），以确保准确的电导率计算。
抛光不仅仅是一个美学步骤；它是决定固态电池最终性能的界面工程要求。
总结表：
| 抛光功能 | 目的 | 典型规格 |
|---|---|---|
| 杂质去除 | 去除高电阻表面氧化物层 | 400 - 1000 目砂纸 |
| 尺寸控制 | 确保均匀厚度以获得准确数据 | 目标：约 1.0 毫米厚度 |
| 表面平滑 | 增加与电极的接触面积 | 高平整度光洁度 |
| 界面优化 | 最小化接触电阻 | 增强离子传输 |
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参考文献
- Zichen Li, Naitao Yang. Sc/Zn co-doped NASICON electrolyte with high ionic conductivity for stable solid-state sodium batteries. DOI: 10.1039/d5eb00075k
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
