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硫化物固態(tài)電池憑借高離子電導(dǎo)率（達(dá) 10?2 S/cm 級(jí)）及與金屬鋰負(fù)極的良好相容性，成為下一代高能量密度電池的核心方向。

但硫化物固態(tài)電解質(zhì)（SSE）在制備與應(yīng)用中面臨材料穩(wěn)定性差、界面失效、電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜及大規(guī)模生產(chǎn)工藝缺失等瓶頸。

圖為：博億硫化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)線解決方案示意圖

本文結(jié)合前沿研究與工業(yè)實(shí)踐，解析技術(shù)挑戰(zhàn)與突破路徑，為產(chǎn)業(yè)化提供參考。

1.化學(xué)穩(wěn)定性不足

硫化物 SSE（如硫銀鍺礦型、鋰磷硫族化物）在空氣中易與 H?O/O?反應(yīng)，24 小時(shí)離子電導(dǎo)率驟降 4 個(gè)數(shù)量級(jí)，并釋放劇毒 H?S 氣體。

圖為：博億硫化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)線解決方案計(jì)量配料段示意圖

本質(zhì)是硫族元素高極化率致 SSE 易受質(zhì)子攻擊，晶格中鋰離子易遷移加劇界面反應(yīng)。

2.機(jī)械性能缺陷

硫化物顆粒粒徑影響機(jī)械穩(wěn)定性。Li??GeP?S??顆粒粒徑＞1 μm 時(shí)，受力 78 秒現(xiàn)微裂紋；＜1 μm 時(shí)，受力 291 秒仍完整。

復(fù)合正極中 5 μm 粒徑 SSE 顆粒形成 1.1 μm 孔隙，阻礙 Li?傳輸，因此需要更小粒徑（小于 2.5 μm）的顆粒來填充孔隙 。  

圖為：博億硫化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)線解決方案干燥段示意圖

3.大規(guī)模生產(chǎn)瓶頸

傳統(tǒng)固相燒結(jié)法能耗高、結(jié)晶度難控；機(jī)械球磨法（如博億砂磨機(jī) ）制備小粒徑顆粒時(shí)，平衡粒徑減小與電導(dǎo)率保持是量產(chǎn)關(guān)鍵。 

4.粒徑精準(zhǔn)調(diào)控

博億砂磨機(jī)通過對(duì)轉(zhuǎn)速、研磨介質(zhì)粒徑與填充比的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)粒徑與結(jié)晶度平衡。

以Li3PS4合成舉例，轉(zhuǎn)速 1200 r/min、研磨介質(zhì) 10 mm、填充比 0.3 時(shí)，中值粒徑降至 4.9 μm，合成時(shí)間從 5 天縮至 3 小時(shí)。

圖為：博億硫化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)線解決方案研磨段示意圖

該BOYEE-NMM機(jī)型砂磨機(jī)配備智能溫控系統(tǒng)（溫度波動(dòng) ±1℃）與耐磨轉(zhuǎn)子組件，通過低溫冷卻技術(shù)，避免球磨超 50 小時(shí)后粒徑不再減小及電導(dǎo)率降至原值 1/3 的問題，抑制界面電阻增加與溶劑殘留。 

未來，可從元素?fù)诫s、表面改性、制備工藝優(yōu)化等方向提升硫化物化學(xué)、電化學(xué)穩(wěn)定性，如摻雜金屬元素改善性能，化學(xué)改性顆粒表面抑制副反應(yīng)，精準(zhǔn)控制燒結(jié)參數(shù)提高結(jié)晶度與純度。

圖為：博億硫化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)線解決方案示意圖

同時(shí)，持續(xù)探索新型包覆材料與方法，在不損害電化學(xué)性能前提下，進(jìn)一步提升硫化物固態(tài)電解質(zhì)性能，推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 

參考文獻(xiàn)（文中數(shù)據(jù)引用標(biāo)注）：25 Zhao et al., Nature Energy, 202426 Hofer et al., Advanced Materials, 202331 Li et al., Journal of The Electrochemical Society, 2025