解质包括电解液和隔膜、无机固体电解质、聚合物膜电解质、无机薄膜电解质等类型。测试装置（电极结构、电极体系）的组装和设计、测试方法的选择和组合，需要根据不同材料的物理形态和物理化学性质以及测试内容具体确定，并根据所需的测试参数选择合适的电化学工作站。

电导率测试方法总结

交流阻抗法一测试电解质材料的离子电导率

直流法通常不适用于电解质材料的测试，原因如下：在直流电场作用下，如果使用离子阻塞型电极构成测试装置，离子到达电极后无法穿越电极电解质界面，在电极电解质界面富集。因此只有在外加电压的瞬间，才能得到对应总电导率的瞬态电流，难以准确测定并真实反应材料电导率的大小。另一方面，在直流电场下使用可逆电极组成测试装置，其电阻不仅包括电解质本身的电阻，还包括界面输运的电阻以及可逆电极上电化学反应的电阻，用直流电法只能得到总的电阻无法区分各种不同电阻的贡献。

此外讨论测试电极的选择，由于金属锂作为测试电极所呈现结果相对复杂，一般情况下在测试电解质电导率时选用离子阻塞电极（不锈钢片、Au、Ag、Pt、碳片等）作为测试电极。需要注意的是，此处交流阻抗法得到的实际为电解质总的电导率(离子电导率和电子电导率的加和），但由于电子电导的贡献微乎其微，通常测得的总电导率代表离子电导率。

1、 电解液

电解液电导率测试可以直接选择电导电极实现，如图1(a)所示。通常电导电极为面积A、距离L确定的两个平行电极片，对应电极电导常数K。通过电化学交流阻抗测得电阻R，则电导率s=K/R。

图1 电解液电导率测试方法

对于水系电解液的测试，直接添加适量电解液于玻璃管内，其添加量需保证液面没过电导电极的极片，如图1(b)所示；而有机电解液则需在充满高纯氩气的手套箱中测试，或根据需要设计密封容器[图1(c)]，在接口位置涂覆真空硅脂或凡士林以达到更好的密封效果，最终完成电池组装。组装完成后，将电导电极的两个接线和电化学工作站相接即可进行下一步测试。

2、 氧化物固态电解质陶瓷片

氧化物电解质冷压后仍有较大孔隙，因而其电导率的测试通常需要压片烧结成致密的圆片，例如Li7La3Zr2O12需要在超过1000°C下的高温下烧结以制备致密样品，再进行下一步的测试，如图2所示：（a）首先将烧结得到的圆片的两个圆面磨平和抛光，使圆片的两个平面平整干净，没有缺损；（b）用游标卡尺和数显测厚仪测试圆片的几何尺寸，得到其面积A和厚度L；（c）用离子溅射仪分别在圆片的两面喷金作为离子阻塞电极，在喷金的过程中，首先要保证圆片两面保持水平，每个面和溅射源的距离相同且喷金时长一致，以实现相同的喷金效果；其次特别注意圆片的侧面，避免被Au溅射，一旦溅射需要用砂纸轻轻打磨掉；（d）喷金完毕得到光亮的表面，Au在两表面均匀致密地分布，其效果用数字万用表简单验证，保证圆面上的任意两点之间电子导通即短路；（e）将得到的“三明治结构”夹在和电化学工作站相连的夹具上，每次测试需要保证夹在相同位置上（中心）。

图2 氧化物电解质测试装置的构建

3、 硫化物固态电解质陶瓷片

不同于氧化物陶瓷电解质的高温烧结以制备致密样品，玻璃态硫化物或玻璃陶瓷硫化物通过一定压强的冷压或较低温度的烧结，就可获得电导率和体相电导率相近的片状样品。图3所示 ，为75Li2S·25P2S5玻璃态电解质的离子电导率和模具压力的关系，电导率随着模具压力的增加而增大，当压力达到360MPa时基本与热压得到的体相电导率接近。

图3 硫化物电解质离子电导率和模具压强的关系

而在测试装置的构建中，Au电极、不锈钢片、碳纸等方式均有采用。图4为使用模具测试硫化物电解质电导率的过程，图4(a)为模具的示意图，模具直径为10mm，组装之后加入150mg左右的硫化物电解质，在300MPa压强的保持下进行交流阻抗法的测试，以保证电解质和模具的良好接触。测试之后，通过游标卡尺的深度尺进行厚度的测量，大概为1mm左右。

图4 硫化物电解质测试装置的构建

4、  聚合物（基 ）固态电解质

聚合物电解质通常不能使用溅射等工艺将Au电极引入测试体系中，因而选用不锈钢片将冲裁的聚合物膜夹在中间，组装扣式电池进行测试（图5)。测试装置几何尺寸的确定是聚合物电导率测试中的难点。聚合物膜冲裁的直径大于不锈钢片，因而面积为不锈钢片的面积；其厚度较薄，并且实际厚度在组装扣式电池时由于压力而发生较大程度的改变，可以选用下面的测试方法：首先组装测试之前测量两不锈钢片的厚度，在测试结束后拆开电池，测量两不锈钢电极与电解质膜的总体厚度，其差值可近似为聚合物电解质膜在测试过程中的实际厚度，通常仅为组装前聚合物膜的1/3-1/4。

图5 聚合物电解质测试装置的构建

电导率测试中的误差分析

文献参考：[1]许洁茹,凌仕刚,王少飞,潘都,聂凯会,张华,邱纪亮,卢嘉泽,李泓.锂电池研究中的电导率测试分析方法[J].储能科学与技术,2018,7(5):926-955