聚合物固態(tài)電解質(zhì)（SPE）是一種以高分子聚合物為基體、通過離子傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)電荷傳輸?shù)男滦碗娊赓|(zhì)材料。相比傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)，SPE具備高安全性（無泄漏、耐高溫）、高能量密度（兼容鋰金屬負(fù)極）和柔性設(shè)計(jì)潛力等優(yōu)勢，被視為下一代固態(tài)電池的核心材料之一。其性能高度依賴于內(nèi)部的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而聚合物固態(tài)電解質(zhì)交聯(lián)度正是決定這一結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)。

聚合物固態(tài)電解質(zhì)交聯(lián)度反映了聚合物鏈之間化學(xué)鍵或物理作用的連接密度，直接影響SPE的三大核心性能：

機(jī)械強(qiáng)度：高交聯(lián)度形成致密網(wǎng)絡(luò)，賦予材料優(yōu)異的抗拉伸和抗形變能力，避免電池循環(huán)中因體積變化導(dǎo)致的破裂；

離子傳導(dǎo)性：適度的交聯(lián)結(jié)構(gòu)能平衡剛性與柔韌性，為鋰離子（Li?）提供連續(xù)傳輸通道，提升電導(dǎo)率；

界面穩(wěn)定性：均勻的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可抑制電極/電解質(zhì)界面副反應(yīng)，延長電池壽命。

傳統(tǒng)交聯(lián)度測試手段如溶脹法、動態(tài)力學(xué)分析（DMA）和紅外光譜（FTIR）雖廣泛應(yīng)用，但存在顯著瓶頸：

溶脹法：需將樣品浸泡溶劑中，破壞材料結(jié)構(gòu)，無法重復(fù)測試；

DMA：通過模量變化間接推算交聯(lián)度，易受溫度、頻率等干擾，精度受限；

FTIR：對低交聯(lián)度樣品信號捕捉弱，難以實(shí)現(xiàn)定量分析。

這些方法的破壞性、低靈敏度與間接性，難以滿足SPE研發(fā)中對無損、實(shí)時、高精度檢測的需求。

低場核磁共振技術(shù)（LF-NMR）通過檢測聚合物中氫原子核的橫向弛豫時間（T?），解析分子鏈的運(yùn)動狀態(tài)。在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，分子鏈活動受限導(dǎo)致T?值縮短，通過建立T?與交聯(lián)度的數(shù)學(xué)模型，即可實(shí)現(xiàn)無損、定量分析。

低場核磁共振技術(shù)優(yōu)勢：

非破壞性檢測：無需試劑，可重復(fù)實(shí)驗(yàn)；

快速高效：分鐘級測試速度，高靈敏度；

操作簡單：無需任何專業(yè)操作員培訓(xùn)。

實(shí)驗(yàn)案例：該案例使用蘇州紐邁分析儀器股份有限公司生產(chǎn)VTMR20-010V-I對聚合物固態(tài)電解質(zhì)（SPE）的交聯(lián)度進(jìn)行了表征：

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

表征交聯(lián)程度： 通過測量 NPGDA 和 VEC 單體的交聯(lián)反應(yīng)程度，可以了解 SPE 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其機(jī)械強(qiáng)度和離子傳導(dǎo)性能。

分析不同樣品的交聯(lián)差異： 比較不同 NPGDA/VEC 比例和是否添加 LiBOB 的 SPE 樣品的交聯(lián)程度，可以發(fā)現(xiàn)添加 LiBOB 可以提高交聯(lián)程度，這可能與 LiBOB 促進(jìn)共聚反應(yīng)有關(guān)。

NMR 技術(shù)在本研究中用于表征 SPE 的交聯(lián)程度，為理解其結(jié)構(gòu)和性能提供了重要的信息。

在新能源產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的背景下，低場核磁共振技術(shù)憑借其精準(zhǔn)、高效、環(huán)保的特性，正成為聚合物固態(tài)電解質(zhì)交聯(lián)度分析的首-選工具。它不僅克服了傳統(tǒng)方法的瓶頸，更為材料研發(fā)提供了從微觀結(jié)構(gòu)到宏觀性能的全鏈條解析能力，加速高性能SPE的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。