總流程（總覽）

        1.     原料前處理

        ?      烘干：原料、罐/球 120–150°真空或烘箱≥12h。

        ?      環(huán)境：對(duì)濕敏（尤其硫化物/鹵化物）全流程在Ar手套箱（H?O/O? <10 ppm）完成稱量、裝罐、取樣與組裝。

 

        2.     機(jī)械混合 / 機(jī)械化學(xué)（在 PULVERIZER 80高能球磨機(jī)中完成）

        ?      罐材/球材：ZrO? 常用；不銹鋼/WC 需評(píng)估金屬/WC污染。

        ?      裝料：45 mL 罐常見(jiàn)8–25 g；球料比 BPR 10–35:1（隨體系調(diào)整）。

        ?      球徑：以 5 mm 為主，配3/10 mm做級(jí)配。

        ?      時(shí)序：程序化間歇（例：10’研磨/5’停），控溫升與結(jié)塊。

        ?      能量：主盤≤約800rpm、罐≤約1600rpm作為上限守則，逐步摸索到目標(biāo)相。

 

        3.     成形與致密化

        ?      冷壓 200-400MPa 得綠胚；需要時(shí)熱壓/SPS提高相對(duì)密度（研究級(jí)≥90%，器件評(píng)估≥95%）。

 

        4.     熱處理（配方相關(guān)）

        ?      氧化物/鹵化物多需300–1230°不等的退火/燒結(jié)；硫化物多為低溫活化或不退火。

 

        5.     組裝與表征

        ?      在手套箱貼電極、裝夾具；EIS 測(cè) σ_ion（室溫→升溫）、直流極化、LSV；XRD/拉曼確證相；SEM/壓汞看孔隙。

 

四條典型路線（起始參數(shù)）

 

A. 硫化物（例：Li?PS?Cl）

        ?      配比：Li?S、P?S?、LiCl 計(jì)量，Li?S 微過(guò)量抑副相。

        ?      研磨：45 mL ZrO? 罐；BPR 25–35:1；10’/5’ 間歇累計(jì)2–8 h起步，可視XRD/拉曼延長(zhǎng)至 20 h。可少量工藝助劑（如正己烷）減少結(jié)塊。

        ?      可選退火：200–500 °C 2–8 h（密閉，注意 H?S安全），冷卻后短時(shí)復(fù)磨活化界面。

        ?      壓片/致密：φ10–13mm，冷壓 200-400MPa；可熱壓/SPS。

        ?      安全：全程手套箱；通風(fēng)柜設(shè)堿液吸收與 H?S 檢測(cè)貼。

 

B. 氧化物（例：Al 摻雜 LLZO）

        ?      混料球磨：1–3 h 均化（BPR 10–25:1；5–10 mm 球）。Li?CO? 過(guò)量 5–10% 補(bǔ)償揮發(fā)。

        ?      預(yù)燒：900–1000 °C 4–12 h → 破碎 → 二次短磨去團(tuán)聚。

        ?      成形/燒結(jié)：冷壓 200–300 MPa；1100–1230 °C 2–12 h，母粉包埋 + Al?O? setter 抑 Li 揮發(fā)。

 

C. 鹵化物（例：Li?YCl? / Li?InCl?）

        ?      機(jī)械化學(xué)：BPR 25–35:1，5–15 h 間歇研磨，嚴(yán)格控濕。

        ?      低溫退火：300–600 °C 2–6 h 晶化（密閉坩堝），必要時(shí)復(fù)磨解團(tuán)聚。

        ?      壓片/致密：冷壓/熱壓；裝配全程手套箱。

 

D. 聚合物-無(wú)機(jī)復(fù)合（例：PEO+LiTFSI+LLZO 納米）

        ?      預(yù)干：PEO/鹽 60 °C，陶瓷填料 120 °C。

        ?      低速分散：以 3 mm 小球、低–中速 0.5–2 h；或先濕法分散后澆鑄成膜。

        ?      熱壓：40–80 °C 致密，避免晶化條紋。

 

質(zhì)控與放行（建議線）

        ?      XRD：主相 >95%（峰面積）。

        ?      EIS：硫化物室溫 10?3–10?2 S·cm?1 為常見(jiàn)量級(jí)；其他體系按配方。

        ?      密度：相對(duì)密度 ≥90%（研究級(jí)）/ ≥95%（器件）。

        ?      含水：庫(kù)侖法（卡爾費(fèi)休）硫化物批 <50 ppm；氧化物/鹵化物 <200ppm。

 

安全與設(shè)備細(xì)節(jié)（要點(diǎn)）

        ?      交叉污染：每批后乙醇/IPA+超聲清洗，空轉(zhuǎn) 10 min干燥。

        ?      選材：ZrO? 常規(guī)優(yōu)先；如追求極限能量可用不銹鋼/WC，但需評(píng)估雜質(zhì)引入。

        ?      溫升：程序化間歇+總時(shí)間上限；必要時(shí)襯墊散熱。

        ?      設(shè)備：在 PULVERIZER 80 雙罐高能球磨機(jī)完成關(guān)鍵研磨（45ml密封氧化鋯罐，主盤≈800rpm、罐≈1600rpm間隙研磨）。