不锈钢模具是组件的结构和电气骨架。在测试过程中，它充当正极、电解质和负极的物理容器，同时充当电流收集器以传输电能。最关键的是，它维持高压环境，以确保电池层保持持续接触。
核心见解：与液体电池不同，固态电池完全依赖物理压力来运行。不锈钢外壳不仅仅是一个被动的盒子；它是一个主动的机械约束系统，可防止电池因循环过程中的内部分离和体积变化而失效。
压力的关键作用
保持固-固接触
在全固态电池中，层之间的界面是物理的，而不是流体的。 不锈钢模具对电池施加持续的外部高压（通常超过 360 MPa）。 这种机械力对于压实材料、消除电解质颗粒之间的孔隙和降低界面阻抗是必需的。
抵消体积变化
电池中的活性材料在充电和放电循环期间会显着膨胀和收缩。 如果没有钢外壳的刚性约束，这些体积变化会导致层物理分离。 模具有效地抵消了这种膨胀，防止了接触失效并确保堆叠保持完整。
电气和环境功能
充当电流收集器
不锈钢外壳具有导电性，并直接集成到电气电路中。 它充当电流收集器，促进电子流入和流出电池堆。 这种双重作用无需在测试电池内部设置单独的、笨重的收集组件。
环境隔离
固态组件，特别是锂或钠负极，对空气高度敏感。 钢制模具提供了一个密封环境，封装了电池三明治结构。 这种隔离可防止环境湿气和氧气与活性材料发生反应，否则会降低性能。
理解权衡
化学稳定性与导电性
虽然不锈钢在压力处理和导电性方面表现出色，但它并非对所有材料都具有化学惰性。 在某些高精度测试（如电化学阻抗谱）中，钢与某些电解质之间可能会发生副反应。 在这些情况下，钢提供外部压力，但可能需要内部衬里（如 PEEK）来绝缘特定组件。
确保可靠的测试结果
为了最大限度地提高电池测试设置的有效性，请根据您的具体研究目标调整模具的功能：
- 如果您的主要重点是循环寿命：优先选择能够保持恒定堆叠压力以减轻体积膨胀故障的模具设计。
- 如果您的主要重点是界面电阻：确保模具能够进行高压压实（最高 400 MPa），以消除颗粒孔隙。
- 如果您的主要重点是材料纯度：验证密封机制，以确保与湿气和氧气完全隔离。
不锈钢模具是固态电化学的基本赋能者，将松散的粉末组件转化为功能统一的储能设备。
总结表：
| 功能 | 描述 | 主要优势 |
|---|---|---|
| 施加压力 | 提供 360+ MPa 的机械力 | 压实材料并降低界面阻抗 |
| 结构约束 | 刚性地容纳活性材料 | 抵消体积变化并防止层分离 |
| 电气线路 | 充当集成电流收集器 | 在没有额外笨重组件的情况下促进电子流动 |
| 环境密封 | 封装电池三明治 | 保护对空气敏感的负极免受湿气和氧气的影响 |
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