相较于传统锂离子电池，固态电池具有更高的能量密度、更长的循环寿命、更高的安全性、更快的充电速度、更广泛的应用前景。

图1：传统锂电池和全固态电池的比较

图2： 全固态电池常见负极材料

正极材料：主要采用锂金属氧化物、磷酸铁锂、富锂锰基（LMR）材料等，通过复合设计与界面涂层提升性能。

 图3：全固态电池正极常见材料

图4：固态电解质常见类型

来自奥地利的百年企业——安东帕（Anton Paar）公司作为全球领先的精密仪器制造商，可以为固态电池材料的研发提供全面、先进的材料表征方案，包括孔隙结构、孔隙率、密度、颗粒度、比表面积、流变学、热性能、表界面力学、微观晶体结构等，将在本系列文中为您一一呈现。

一、微观孔隙结构、孔隙率以及密度分析

离子在固态电解质中的传输，强烈依赖于材料的微观结构。丰富的孔隙和合适的孔径分布是锂/钠离子迁移的“高速公路网”。而界面调控、修饰所用的球形碳、氧化硅、多孔陶瓷等更需要进行微观结构的分析。传统电镜只能看到有限部分的材料结构，结果不具备充分代表性。微观孔隙的低成本、快速表征在材料界首选气体吸附仪，也就是人们常说的比表面和孔径分析仪。

01 Autosorb 6100 高真空气体吸附仪

Autosorb 6100 是微孔材料 BET 和孔径研究的金标准，是评价材料中离子传输通道的最佳工具。它不仅可以快速测量比表面积、微孔孔径分布，还可以利用它的循环吸附功能获得材料稳定性、特定环境下失效时间等信息。对环境敏感的硫化物基电解质，安东帕可提供手套箱、原位脱气、密封转移塞的方案，避免材料因为接触空气中的氧气、蒸汽等引发材料失效。

02 PoraMaster 压汞仪

压汞仪用于测量电池极片、电解质厚膜等具有较大孔径样品孔隙结构和孔隙率。它利用汞或者非汞介质（新技术）的非浸润性，通过压力使介质进入不同大小的孔隙中，通过压力与压入量的关系获得孔径分布、孔隙率、孔容等关键数据，孔径测量范围可达 3nm 至 1mm。

03 UltraPYC 系列真密度仪

密度是计算电池能量密度的基础，也用于评估材料的结晶度、掺杂均匀性、烧结致密化程度、电极压实密度、孔隙率、质量比容量等关键指标。

安东帕 UltraPYC 系列真密度仪采用气体置换法，是经典的真密度解决方案。它采用帕尔贴精密控温，具有防污染双向气流、多个扩展仓、多容量样品池，为固态电池材料提供精确、快速、无损的测定方案。

二、粒度粒形与稳定性分析

固态电池正负极、电解质等材料均为粉末颗粒形态，颗粒的形貌、粒度、聚集形态的研究是关键的性能参数。对于硫化物等对环境敏感的固态电池材料，可以在干房或手套箱中使用安东帕的粒度仪进行测量。

安东帕提供覆盖从纳米到微米尺度的完整粒度、粒形及 Zeta 电位表征方案，以 Litesizer 系列构建“粉体-浆料”全链条分析能力，助您精准掌控材料颗粒的每一个细节。

01 Litesizer DIF 系列激光粒度仪

Litesizer DIF 系列是以激光衍射法为基础的、粉体粒度分布的“精准标尺”。它具备湿法、干法喷射分散方法，可以测试 10nm 至 3.5mm 的颗粒。可以对固态电解质（如硫化物、氧化物）原料、正负极活性材料及其前驱体进行快速、精确的粒度分析，实时监控球磨、破碎、烧结等工艺效果，确保批次的均一性与稳定性。

02 Litesizer DIA 系列动态图像粒度仪

Litesizer DIA 具备湿法、干法喷射以及自由落体三种分散方法。可以分析 0.5μm 至 16mm 的颗粒。它采用动态图像分析技术，不仅提供精确粒度统计，更能定量分析颗粒的圆度、长宽比等形貌参数，直观评估粉体的流动性、堆积密度及团聚状态，为优化固-固界面接触、降低界面阻抗提供关键数据支撑。

03 Litesizer DLS 系列纳米粒度及 Zeta 电位分析仪

Litesizer DLS 系列采用动态光散射原理，可以实现 0.3nm - 15μm 的纳米粒度和 Zeta 电位分析。其中，Zeta 电位是浆料分散稳定性的“预警与调控”系统。

同步精确测量浆料中固态电解质颗粒、活性物质、导电剂等的粒度与 Zeta 电位。Zeta 电位是预测胶体分散稳定性的核心指标，通过优化粘结剂、分散剂配方，获得最佳电位，可有效防止高固含量电极浆料的沉降与团聚，保障涂布工艺的稳定性，获得厚度均匀、性能一致的电极片。