1固體電解質(zhì)離子遷移數(shù)測試方法直流極化法本文件描述了固體電解質(zhì)離子遷移數(shù)測試的環(huán)境條件、儀器設(shè)備、試驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理、試驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容。本文件適用于固體電解質(zhì)離子遷移數(shù)的測試。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。T/CSAE434-2025全固態(tài)電池判定方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1固體電解質(zhì)solid-stateelectrolyte含有可移動(dòng)離子并具有離子導(dǎo)電性的固體物質(zhì)。[來源：T/CSAE434-2025，3.1]3.2離子遷移數(shù)transferencenumbersofion某種離子傳遞的電荷數(shù)與總的移動(dòng)電荷數(shù)之比。3.3直流極化法DCpolarizationmethod通過在電解質(zhì)兩端施加一個(gè)恒定的直流電壓，使電解質(zhì)中的離子在電場作用下發(fā)生遷移，當(dāng)電極與電解質(zhì)界面處的極化達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，測量穩(wěn)態(tài)電流的方法。4環(huán)境條件除另有規(guī)定外，各項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)在下列條件下進(jìn)行：——溫度：25℃±2℃;——相對濕度：10%～90%。注：硫化物、鹵化物固體電解質(zhì)等對環(huán)境要求敏感的材料，應(yīng)在不與試驗(yàn)環(huán)境發(fā)生反應(yīng)的條件下進(jìn)行測試，如水氧含量可控的手套箱或露點(diǎn)不大于-40℃的干燥間（具體條件需依據(jù)材料自身性能）等。25儀器設(shè)備測量儀器、儀表精度應(yīng)滿足以下要求：5.1手動(dòng)壓片機(jī)：0MPa～600MPa。5.2手套箱：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，99.999%的惰性氣體，水含量不大于0.1mL/m3，氧含量不大于0.1mL/m3或相同類型手套箱。5.3模具：直徑10mm。5.4分析天平：精度0.0001g。5.5真空干燥箱：真空度小于100Pa，溫度范圍50℃~250℃。5.6鼓風(fēng)干燥箱：25℃~250℃。5.7馬弗爐：25℃~1300℃或相同類型高溫爐。5.8電化學(xué)工作站：電流精度不低于0.1%FS，電壓精度不低于0.1%FS。6試驗(yàn)步驟6.1試樣制備6.1.1硫化物和鹵化物固體電解質(zhì)模具電池制備按以下步驟進(jìn)行制備：a）在手套箱中，稱取150mg粉末試樣，將其裝入內(nèi)徑為10mm的模具；b）用手動(dòng)壓片機(jī)對模具施加200MPa～400MPa的壓強(qiáng)，保壓時(shí)間不少于30s，壓制成圓片；c）將制備好的圓片與鋰或鋰銦合金組成對稱電極，將其放入模具中，施加1MPa～25MPa的壓強(qiáng)，保壓時(shí)間不少于10s，形成模具電池。6.1.2氧化物固體電解質(zhì)模具電池制備按以下步驟進(jìn)行制備：a）在室溫環(huán)境下，稱取150mg粉末試樣，將其裝入內(nèi)徑為10mm的模具；b）用手動(dòng)壓片機(jī)對模具施加200MPa～400MPa的壓強(qiáng)，保壓時(shí)間不少于30s，壓制成圓片；c）壓片后試樣應(yīng)在手套箱中保存，避免暴露在空氣中。按照企業(yè)規(guī)定的燒結(jié)方式進(jìn)行處理，制備成電解質(zhì)陶瓷片樣品；d）將制備好的圓片與鋰或鋰銦合金組成對稱電極，將其放入模具中，施加1MPa～25MPa的壓強(qiáng)，保壓時(shí)間不少于10s，形成模具電池。6.1.3聚合物固體電解質(zhì)扣式電池制備按以下步驟進(jìn)行制備：a）用直徑不大于18mm沖片機(jī)對試樣進(jìn)行沖片，將沖好的圓片以及CR2032型扣式電池組裝部件（負(fù)極殼、墊片、彈簧片、正極殼）放入60℃真空烘箱干燥，時(shí)間不少于8h；b）在手套箱中完成鋰對稱扣式電池的組裝。6.2試樣測試（直流極化法）試樣測試方法采用直流極化法，具體測試步驟如下：3a）將扣式電池/模具電池與電化學(xué)工作站連接，設(shè)置頻率0.01Hz～106Hz，激勵(lì)電壓10mV，進(jìn)行極化前阻抗測試，阻抗值的選取參考附錄A；b）設(shè)置極化電壓范圍為10mV～50mV，極化時(shí)間大于8000s，進(jìn)行電流極化測試，記錄極化前電流（初始電流）和極化后電流（穩(wěn)態(tài)電流），極化后電流取值依據(jù)為當(dāng)電流值在連續(xù)時(shí)間段（極化結(jié)束前100s）內(nèi)波動(dòng)幅度小于5%；c）極化測試之后，設(shè)置頻率0.01Hz～106Hz，激勵(lì)電壓10mV，進(jìn)行極化后阻抗測試。7數(shù)據(jù)處理試樣的離子遷移數(shù)t+按公式（1）計(jì)算：式中：t+——試樣的離子遷移數(shù)；Is——測試時(shí)穩(wěn)態(tài)電流，單位安培（A）；ΔV——激勵(lì)電壓，單位伏特（V）；I0——測試時(shí)初始電流，單位安培（A）；R0——極化前阻抗，單位歐姆(Ω);RS——極化后阻抗，單位歐姆(Ω)。8試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：——樣品名稱及批次；——試驗(yàn)結(jié)果；——試驗(yàn)日期；——本文件未規(guī)定的或視為可選的各種操作；——可能影響試驗(yàn)結(jié)果的情況：如阻塞電極的類型、施加的壓強(qiáng)等；——本文件編號(hào)。4（資料性）阻抗值選取A.1典型的奈奎斯特圖譜典型的奈奎斯特圖譜包括了一個(gè)起始點(diǎn)非原點(diǎn)的半圓弧和一個(gè)線性尾部，分別反映了晶界阻抗和離子在電極界面上的擴(kuò)散行為，如圖A.1所示。通過對圖譜進(jìn)行等效電路擬合，得到被測樣品的阻抗R值，即體相電阻R1和晶界電阻R2之和。圖A.1奈奎斯特圖譜及等