硫化物、卤化物固态电解质喷雾干燥包埋改性

毋庸置疑，固态电解质是固态电池的极其关键的一环。

纵观当下在研的固态电解质，氧化物等陶瓷固态电解质体系涉及复杂，机械加工性能差难以解决物理接触问题；硼氢化物热力学稳定性、与正负极之间的适配性以及抑制枝晶生长的能力等不足；聚合物固态电解质需要高温运行，且导离子能力较弱。

因此行业研发的焦点集中到了硫化物和卤化物，其中硫化物离子电导率高，但对水分和氧敏感；卤化物电解质具有易潮解的特征，容易形成结晶水使离子电导率急剧下降，而使其干燥脱水温度又高于200℃，与极片中的粘结剂耐受温度冲突，限制了材料的商业化使用。因此，众多研究机构和企业对硫化物和氧化物改性展开了深入研究。

包覆改性是常见的手段。传统包覆改性，为采用撞击的方式，通过机械能将细小的壁材包覆在电解质表面，并由一定的成球效果，常见的的设备有高混机、融合机。基于硫化物和卤化物的特点，研发部门需要将设备放置在隔离器或者特殊的环境下完成包覆作业，这对于商业化生产提出了不小的挑战。

通过喷雾干燥工艺，可以完成对氧化物和硫化物的包埋，对了，是包埋，不是包覆。具体的，是以固态电解质、高分子聚合物加入油性或有机溶剂形成混悬液，经过喷枪雾化后，使用经过加热后极干无水的惰性气体进行干燥，进而达到包埋效果。不同于融合，由于壁材是从溶液转变为固体，在固态电解质表面会形成连续膜结构，与包覆相比，有更好的包埋效果。

对于设备的要求：设备为闭式循环设计，避免溶剂排放至环境中。循环气体中的蒸发出来的溶剂通过冷凝的方式析出并收集，除湿后的气体经过加热后再次被赋予干燥能力。从安全角度考量，系统设计要求高密闭性，防爆等。如果溶剂呈现酸性，塔体材料还要更换成哈氏合金。

对于产品的粒度，可通过喷枪的雾化参数进行调节，从而达到符合粒度要求的产品，一般地聚合物包覆的电解质的粒径D50为0.1～10μm。