二次球磨是在固态电池环境中活化硫所需的特定机械过程。由于硫本质上是电和离子的绝缘体，因此它无法以其原始状态作为电极材料；二次球磨施加高能机械剪切力，将硫、导电碳和固态电解质粉末强制融合为统一的复合材料。这为电子和离子接触活性硫材料创造了必要的微观路径。
核心要点 没有二次球磨，硫正极基本上就是惰性粉末混合物。该过程是构建均匀三相界面——电子传输、离子传输和活性材料相遇的微观连接点——的唯一有效方法，这是高容量和高效电池循环的先决条件。
根本问题：导电性
要理解为什么这一步不可或缺，您必须首先了解原材料的局限性。
硫是绝缘体
硫提供高理论能量密度，但它同时是电子和离子的绝缘体。
它本身不导电，也不能有效地传输离子。
需要复合材料
为了使硫具有电化学活性，它必须被能够执行这些功能的材料包围。
您必须将其与导电碳（用于电子）和固态电解质（用于离子）物理结合。
机械剪切如何驱动性能
简单的混合或搅拌对于固态正极来说是不够的。二次球磨利用机械剪切力从根本上改变正极混合物的结构。
构建三相界面
该过程的主要目标是创建“三相界面”。
这是一个特定的接触点，硫、碳和电解质同时接触。
球磨将这三种不同的粉末强制紧密接触，确保每颗硫颗粒都能同时接触到电子路径和离子路径。
建立传输通道
高效电池需要连续的路径，称为渗流网络。
如果导电添加剂分散不均匀，就会出现“死区”，硫被隔离，无法为电池容量做出贡献。
球磨能如此彻底地分散导电剂（如 Ketjenblack 或 rGO），使它们形成连续的网络，降低界面电阻，实现高面积容量。
改善反应动力学
除了简单的混合，球磨的能量还可以改变硫的晶体状态。
长时间的机械混合可以将结晶硫转化为无定形状态。
这种结构变化显著改善了反应动力学，使电池能够更有效地充电和放电。
理解权衡
虽然二次球磨是必要的，但这是一个需要精确优化的过程。
过度加工的风险
虽然需要高剪切力来混合材料，但过度的球磨能量可能会产生不利影响。
剧烈的球磨会降解固态电解质的结构或过度粉碎导电碳，破坏您试图构建的导电网络。
粒径平衡
该过程必须将粒径减小到足以填充电极骨架中的微观空隙，但又不能过小以至于材料难以加工。
您需要在紧密接触的需求与保持各材料的性质之间取得平衡。
为您的目标做出正确选择
您的球磨过程的具体参数应根据您的具体性能目标进行调整。
- 如果您的主要重点是高硫利用率：优先考虑球磨时间，以最大化三相界面的均匀性，确保没有硫被电气隔离。
- 如果您的主要重点是高倍率性能：专注于导电碳的分散，以最小化界面电阻，确保快速充电过程中的快速电子传输。
固态硫电池的成功不仅取决于所选材料，还取决于用于整合它们的机械工艺。
总结表：
| 特征 | 二次球磨中的作用 |
|---|---|
| 主要目标 | 创建均匀的三相界面（硫-碳-电解质） |
| 机制 | 高能机械剪切力 |
| 导电性 | 建立电子和离子的渗流网络 |
| 结构变化 | 将结晶硫转化为无定形状态以改善动力学 |
| 关键结果 | 降低界面电阻并消除“死区” |
| 风险因素 | 过度加工可能降解电解质或碳结构 |
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