低场核磁共振技术：精准分析聚合物固态电解质交联度

聚合物固态电解质（SPE）是一种以高分子聚合物为基体、通过离子传导实现电荷传输的新型电解质材料。相比传统液态电解质，SPE具备高安全性（无泄漏、耐高温）、高能量密度（兼容锂金属负极）和柔性设计潜力等优势，被视为下一代固态电池的核心材料之一。其性能高度依赖于内部的三维网络结构，而聚合物固态电解质交联度正是决定这一结构的关键参数。

聚合物固态电解质交联度反映了聚合物链之间化学键或物理作用的连接密度，直接影响SPE的三大核心性能：

机械强度：高交联度形成致密网络，赋予材料优异的抗拉伸和抗形变能力，避免电池循环中因体积变化导致的破裂；

离子传导性：适度的交联结构能平衡刚性与柔韧性，为锂离子（Li⁺）提供连续传输通道，提升电导率；

界面稳定性：均匀的交联网络可抑制电极/电解质界面副反应，延长电池寿命。

传统交联度测试手段如溶胀法、动态力学分析（DMA）和红外光谱（FTIR）虽广泛应用，但存在显著瓶颈：

溶胀法：需将样品浸泡溶剂中，破坏材料结构，无法重复测试；

DMA：通过模量变化间接推算交联度，易受温度、频率等干扰，精度受限；

FTIR：对低交联度样品信号捕捉弱，难以实现定量分析。

这些方法的破坏性、低灵敏度与间接性，难以满足SPE研发中对无损、实时、高精度检测的需求。

低场核磁共振技术（LF-NMR）通过检测聚合物中氢原子核的横向弛豫时间（T₂），解析分子链的运动状态。在交联网络中，分子链活动受限导致T₂值缩短，通过建立T₂与交联度的数学模型，即可实现无损、定量分析。

低场核磁共振技术优势：

非破坏性检测：无需试剂，可重复实验；

快速高效：分钟级测试速度，高灵敏度；

操作简单：无需任何专业操作员培训。

实验案例：该案例使用苏州纽迈分析仪器股份有限公司生产VTMR20-010V-I对聚合物固态电解质（SPE）的交联度进行了表征：

实验结论：

表征交联程度： 通过测量 NPGDA 和 VEC 单体的交联反应程度，可以了解 SPE 的网络结构，进而影响其机械强度和离子传导性能。

分析不同样品的交联差异： 比较不同 NPGDA/VEC 比例和是否添加 LiBOB 的 SPE 样品的交联程度，可以发现添加 LiBOB 可以提高交联程度，这可能与 LiBOB 促进共聚反应有关。

NMR 技术在本研究中用于表征 SPE 的交联程度，为理解其结构和性能提供了重要的信息。

在新能源产业高速发展的背景下，低场核磁共振技术凭借其精准、高效、环保的特性，正成为聚合物固态电解质交联度分析的首-选工具。它不仅克服了传统方法的瓶颈，更为材料研发提供了从微观结构到宏观性能的全链条解析能力，加速高性能SPE的产业化进程。