为确保水泥基电池的可用性，在成型后必须立即将其放入标准养护室进行养护，以促进完全的水合反应。通过维持精确的 20±2°C 温度和超过 95% 的湿度水平，这种受控环境使水泥电解质能够形成运行所需必要的物理和化学结构。
养护过程是将水泥浆转化为功能性电解质的基础步骤。它确保形成致密的基体，保证了高机械强度和储能必需的离子通道的长期稳定性。
受控水合作用的作用
精确条件的重要性
使水泥硬化的化学反应（称为水合作用）需要特定的环境参数才能有效进行。
标准养护室提供 20±2°C 的恒定温度。
同时，它保持高相对湿度，特别是 高于 95%。
实现完全反应
这些条件并非随意设定；它们对于水泥的完全水合反应至关重要。
如果环境过于干燥或温度波动过大，反应可能会过早停止。
这确保了混合物中的水与水泥发生化学反应，而不是蒸发。
对电池结构的影响
形成致密基体
正确养护的主要物理结果是形成致密且高强度的基体。
这种密度对于电池的结构完整性至关重要。
如果没有这种坚固的框架，组件将缺乏实际应用所需的稳健性。
保持离子通道
除了物理强度外，养护过程还直接影响电池的电化学性能。
致密的基体充当电池内部离子通道的稳定剂。
正确的养护可确保这些通道的长期稳定性，确保离子能够自由移动以随着时间的推移存储和释放能量。
养护不足的风险
机械强度不足
如果由于湿度低或温度不正确导致水合反应不完全，水泥基体将变得多孔且脆弱。
这会导致电池结构脆弱，在应力下容易开裂或失效。
电化学不稳定性
最关键的权衡涉及电池的功能寿命。
养护不足会导致离子通道不稳定。
如果这些通道退化，电池将失去有效传导离子的能力，严重影响其性能和寿命。
确保制造成功
为最大限度地发挥水泥基储能的潜力，您必须在制造阶段优先考虑环境控制。
- 如果您的主要重点是机械耐久性：严格遵守 >95% 的湿度要求对于形成结构承重所需的高强度、致密基体至关重要。
- 如果您的主要重点是电化学寿命：在 20±2°C 下进行精确的温度控制可确保离子通道的稳定性，防止能量存储容量随时间退化。
一致的养护是确保制造坚固耐用、寿命长的水泥基电池最有效的方法。
总结表：
| 参数 | 标准要求 | 对电池性能的影响 |
|---|---|---|
| 温度 | 20±2°C | 确保一致的化学水合速率和离子通道稳定性。 |
| 湿度 | ≥ 95% RH | 防止蒸发，形成致密的基体和高机械强度。 |
| 持续时间 | 成型后阶段 | 将生水泥浆转化为功能性、稳定的电解质框架。 |
| 关键结果 | 致密基体 | 保证结构完整性和长期的电化学可靠性。 |
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参考文献
- Dandan Yin, Lin Li. Development of Advanced Rechargeable Cement-Based Solid-State Batteries. DOI: 10.2139/ssrn.5394450
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
