陶瓷/聚合物基固态电解质膜：成型机对材料兼容性的技术突破​

  在当今能源存储领域，固态电池因其高能量密度、高安全性等明显优势，成为了研究与发展的焦点。而固态电解质作为固态电池的重要组成部分，其性能的优劣直接关乎电池的整体表现。陶瓷基固态电解质凭借高离子电导率，聚合物基固态电解质拥有良好柔韧性与电极相容性，将二者结合形成的复合固态电解质膜，有望综合二者优势，为固态电池带来更良好的性能。然而，在制备这种复合电解质膜的过程中，成型机对材料兼容性的处理面临诸多挑战，技术突破迫在眉睫。

  传统的陶瓷基固态电解质，如NASICON结构的LATP，虽具备高离子电导率，可其脆性大、界面接触不良等问题，严重限制了实际应用。聚合物基固态电解质在柔韧性和与电极的相容性上表现出色，但其室温离子电导率较低、机械性能欠佳，难以适配高电压正极。为攻克这些难题，科研人员尝试将有机聚合物与无机陶瓷材料复合，期望打造出兼具二者长处的新型固态电解质。在此过程中，成型机作为关键设备，其对材料兼容性的处理能力成为决定复合电解质膜性能的关键因素。

  在成型机的技术突破路径上，众多科研团队与企业展开了深入探索。美国宾夕法尼亚州立大学的孙洪涛教授团队研发出基于瞬态液相辅助的低温烧结工艺（CSP），该工艺能在低温（100-300°C）下制备出致密的陶瓷复合材料。它巧妙结合高单轴压力（约500MPa）和瞬态液相（TLP），借助非平衡热力学过程促进材料致密化。研究人员运用此低温烧结工艺，将Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)作为陶瓷基体，聚合物离子液体凝胶（PILG）作为导电边界相，成功制备出高度致密的聚合物-陶瓷复合固态电解质。通过深入研究界面调控对复合微观结构和性能的影响，以及致密化过程，发现烧结后的LATP-PILG复合电解质在室温下离子导电率高达4.2×10-4Scm-1。并且，得益于良好的界面调控，采用PILG涂层的LATP-PILG固态电解质的锂对称电池在0.1mAcm-2下拥有长达250小时的寿命。这一成果充分展示了成型机在低温烧结工艺下，对陶瓷与聚合物材料兼容性处理的巨大潜力，为复合固态电解质膜的制备开辟了新方向。

  上海交通大学罗加严教授团队提出了一种创新方案，制备出具有多孔陶瓷支架和双层Li+导电聚合物的超薄（4.2µm）双层SSE。他们首先通过静电纺丝获得多孔陶瓷薄膜，该薄膜具有低密度、高孔隙率和大比表面积的特点。随后将陶瓷薄膜与聚环氧乙烷(PEO)融合，并在其上浇铸额外的聚丙烯腈(PAN)电解质层，形成分层结构SSE。得益于多孔陶瓷支架与聚合物之间的相互作用，这种复合SSE不仅明显提高了离子电导率，还增强了机械强度和对锂枝晶渗透的抑制能力。同时，其独特的双层结构有效扩大了电化学窗口，使固态锂金属电池在高能量密度和长循环寿命方面表现优异。在此过程中，成型机需精确控制静电纺丝、融合及浇铸等一系列复杂工艺，确保陶瓷与聚合物材料在微观层面实现良好的兼容性，这无疑对成型机的技术精度和稳定性提出了极高要求。

  在众多致力于锂能电池设备研制的企业中，米开罗那（上海）工业智能科技股份有限公司脱颖而出。我司成功引进在锂能电池设备研制领域拥有经验丰富的前沿经验的团队，为自身发展注入强大动力。这个团队不仅带来了丰富的设计、研发资源及生产经验，还依托其二十多年的行业深耕与技术沉淀，与国内重点院校实验室深度合作，致力于为各类固态电池、锂金属电池产品中小试线、锂金属材料制备及大型生产线提供全流程智能装备解决方案。米开罗那研发的超薄锂箔压延设备与锂铜复合箔设备，在高纯度锂金属箔生产领域实现了重大突破。设备具备高纯度控制能力，从原料加工到成品成型，构建全流程质量管控防线，确保锂箔纯度精确达到商业化应用标准；能对锂箔厚度实现微米级精确调控，目前已稳定生产100微米厚纯锂箔，并具备向更薄规格拓展的潜力；在实际应用中展现出优异的连续生产能力，高效稳定性打破了传统生产中高精度与高产能难以兼顾的困境。此外，米开罗那还拥有覆盖锂电重要材料生产全生命周期的体系化解决方案，包括涂覆锂箔设备、锂箔熔铸回收设备、锂合金箔制备设备等，这些设备在提升锂箔化学稳定性、循环性能，实现材料循环利用，拓展锂基材料产品矩阵等方面发挥着重要作用，为复合固态电解质膜及固态电池的研发与生产提供了坚实的装备保障。

  随着科技的持续进步，在成型机对陶瓷/聚合物基固态电解质膜材料兼容性的技术突破推动下，以及像米开罗那这样的企业不断创新与努力下，固态电池的性能将得到进一步提升，其在电动汽车、便携式电子设备等领域的应用前景也将更加广阔。未来，我们有理由期待，固态电池将凭借其良好性能，为能源存储领域带来一场全新的变革，助力全球能源转型迈向新的高度。