安全性高，降低电池自燃、爆炸风险。全固态电解质材料通常不燃或者燃点高，且无快速爆燃风险；
能量密度高。固态电池具有非常高的力学强度，可以抑制锂枝晶的生长，阴极材料可以选用高能量密度的锂金属电极。因为极低的安全风险，全固态电池电化学窗口可达 5 V 以上，高于液态锂离子电池(4.2 V)，阳极可选用高能量密度材料(如高镍三元电极)，进一步增大能量密度；
全固态电池无需电解液和隔膜，可简化封装、冷却系统，在有限空间内进一步缩减电池重量和体积，大大提高体积能量密度。
图1 液态锂电池与全固态锂电池结构对比
图2 主流三大固态电解质体系及特点
图3 机械合金原理图
使用试剂级Li2S, P2S5, LiX(X=Cl, Br, I)粉末作为原料，按照Li6PS5X(X=Cl, Br, I)比例计算配比，分别称重相应原料的质量，合计1 g。
图4 实验所用到的化学试剂
选用莱驰高能行星式球磨仪PM300作为材料机械合金制备的机器，该机器最高转速可达800 rpm，最大能提供64 G的加速能量，能为机械合金应用提供强大且稳定的输入能量。同时该设备配有两个工位，可同时合成两份原料，提高工作效率。
图5 莱驰高能行星式球磨仪PM300
研磨套件选择：50 ml氧化锆研磨罐，15颗直径10 mm氧化锆研磨球。
研磨参数：转速600 rpm，连续研磨20 h。
将研磨后的材料取出后放进通氩气气氛的管式炉中在550 ℃的温度下加热5 h。
图6 卡博莱特盖罗管式炉TF系列
热处理炉选用卡博莱特盖罗的TF系列，该系列管式炉加热温度最高可达1600 ℃，有多个温区的型号可选。该系列管式炉具有优异的温度均匀性，快速升温和冷却速率，整个加热长度的温度均匀性好。
使用X射线衍射仪(XRD)对合成的材料的物相结构进行分析。XRD测试结果显示Li6PS5X(X=Cl, Br, I)的特征衍射峰清晰明显，表明可通过通过高能行星式球磨仪可合成Li6PS5X(X=Cl, Br, I)晶体，获得理想的固态电池电解质材料。
图7 合成材料的XRD测试结果
行星式球磨仪PM300是一款功能强大、符合人体工程学的台式设备，配有两个研磨工位，可支持高达 500 毫升容积的研磨罐，允许每批次处理最多达220 毫升x2的样品材料。最高800 rpm的高转速，产生的高离心力导致粉碎效率极大提升，从而缩短了工作时间。
PM 300几乎可以适合所有行业，可满足质量控制过程中对纯度、速度、出样细度和重现性的最高要求。由于其高达64倍重力加速度的巨大能量输入，PM 300也是机械化学反应（机械化学合成、机械合金化和机械催化）或纳米级超细胶体研磨等研究任务的选择。
卡博莱特盖罗的多功能新型TF管式炉系列融合了高品质的加热元件和创新的保温设计，可在保持降低的外壳温度和功耗的同时实现高性能。
TF系列在设计时考虑了灵活性。插入式工作管和工作管适配器的使用，允许单个管式炉适配多种直径的工作管，而工作管本身也可以轻松更换，以满足工艺的不同物理或化学要求。
可选的工作管套件使用户能够配置TF系列管式炉，以便在真空或可控气氛下运行。
领拓仪器作为弗尔德的代理商，拥有Carbolite•Gero (卡博莱特·盖罗)烘箱、马弗炉，Eltra (埃尔特)碳/硫/氧/氮/氢元素分析仪，德国Retsch (菜驰)粉碎、研磨、筛分设备和德国MICROTRAC MRB(麦奇克莱驰)多功能粒度粒形分析仪等设备。如有需要，可扫描下方二维码添加客服沟通。
