数据准SEM扫描电镜+CP软碳截面形貌表征测试检测

在锂电池产业链的上游及中游,原材料及产品质量控制工作需要借助仪器分析手段对正负极材料、电解液、隔膜等原材料进行检测分析,锂电池的产品性能及安全性能的方面的研发工作也需要对电池的各部分进行理化性能分析。

科学指南针接到客户要求对电池正极材料表面和截面结构进行深入的研究,以了解其对电池性能的影响。希望通过对元素分布和形貌的研究,找到提高电池性能的关键因素。

解决方案专业团队首先使用氩离子切割(CP)制样技术,将电池正极材料切割成适合观察的尺寸和形状。后使用扫描电子显微镜(SEM)深入观察到材料的形貌、颗粒尺度、包覆层以及元素掺杂情况。

后来为客户提供清晰、详细、准确的观察结果,帮助客户了解电池正极材料的表面结构对电池性能的影响,辅助客户顺利开展电池性能提升研发工作。

SEM扫描电镜在电池材料研究中被广泛应用，可帮助探究电池的工作原理和性能机制。数据准SEM扫描电镜+CP软碳截面形貌表征测试检测

LiFePO4正极材料为橄榄石结构，属于正交晶系，由于其具有强的P-O共价键形成的离域三维立体化学键使得材料具有较强的动力学和热力学性能，直接表现为LiFePO4电池安全性高、循环寿命长的特点。

SEM扫描电镜可以观察磷酸铁锂颗粒的粒径大小及其粒径分布，颗粒团聚情况，晶粒生长完整性以及晶面光滑度。小颗粒有利于锂离子扩散，但正极活性物质的粒径太小，其比表面积就大，与电解液发生副反应的可能性增大。而大颗粒的比表面积小，抵抗电解液的腐蚀能力较强，但锂离子扩散的路径过长，阻力增大，并且如果材料的粒径分布不均，那么充电时，体积过大的颗粒内部脱锂不彻底，材料的利用率将降低很多。而放电时，锂离子在大、小颗粒间分配不成比例，迁移距离也不同，因此小颗粒容易出现过放现象，而粒径分布均匀则能避免这些现象。因此，正极活性物质应该结晶完整，有恰当的晶粒尺寸，并且分布均匀。

SEM扫描电镜是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像，在锂电正极材料磷酸铁锂制备的过程中发挥着不可或缺的作用。根据不同企业的需求，我们可以提供定制化的电池材料测试服务，帮助企业更好地研发和生产电池材料。 自建实验室SEM扫描电镜干法隔膜厚度检测测定在SEM扫描电镜的帮助下，我们能够迅速识别电池材料中的各种缺陷，帮助客户改进产品质量。

正极材料表面CEI膜膜层分析

客户需求

CEI膜作为一种特殊的电解质膜,用于隔离正负极,保护电池免受外部电场的影响。但是,在电池的循环过程中,CEI膜可能会发生变化,如厚度增加或减少、成分不均等,这将直接影响电池的循环性能和使用寿命。

解决方案

为了解决这个问题,团队开发了多种技术,其中一种是使用TOF-SIMS技术,这是基于质谱分析的表征技术,具有超真空环境测试、采集深度低、检测出限低、测试范围广等等优点。可以实现对固体样品的表征,分析CEI膜的成分和厚度,从而发现CEI膜的不完整和过厚/过薄等问题,关键在这一过程中不需要进行物理分离或化学分离。

检测结果

三元正极材料-TOF-SIMS

CP-SEM（Cross Section Polisher-Scanning Electron Microscope），即截面抛光-扫描电子显微镜。CP利用氩离子束对样品进行截面抛光，其原理如下：利用高压电场使氩气电离产生离子态，产生的氩离子在加速电压的作用下，高速轰击样品表面，对样品进行逐层剥蚀而达到抛光的效果。CP抛光不会对样品造成应力损害，相比常规的机械研磨手段，得到的样品表面光滑无损伤，且加工精度高、界面清晰、镀层尺寸测量准确，与SEM联用能够还原材料内部的真实结构。

我们的服务特色之一是全国SEM、AFM云现场，这是我们利用先进的仪器和技术提供的一种高效、便捷的远程服务。客户无需亲自到场，只需通过互联网连接，我们的专业工程师就能为他们提供及时、准确的测试结果和失效分析报告。

我们是科学指南针-中国大型研发服务机构，公司成立于 2014 年，以分析测试为主，提供包含材料测试、行业解决方案 、云现场、环境检测、模拟计算、数据分析、试剂耗材、指南针学院等在内的研发服务矩阵。总部位于杭州，已在杭州、上海、北京、广州、济南、长沙、武汉、郑州等十多个地区建立了研发中心，立足中国制造，为全国客户提供先进材料的整体解决方案。

我们的检测服务团队通过SEM扫描电镜技术，可以帮助客户解决电池材料的质量问题。

电池材料的界面结构和界面特征对于电池的性能具有重要影响。SEM技术可以用于观察电池材料的界面结构和界面特征，如电解质和电极材料的界面、电极表面的保护膜以及界面反应等。这些信息对于理解电池材料的界面性质、解决界面问题以及提高电池的界面稳定性具有重要意义。在锂离子电池中，通过SEM技术可以清晰地观察到电解质和电极材料之间的界面结构。可以观察到电解质在电极表面的浸润情况、电极表面的保护膜形态以及界面反应等现象。这些信息有助于了解电解质和电极材料之间的相互作用机制，为优化电解质和电极材料的匹配性、提高电池性能提供有力支持。我们的检测周期短，能够及时满足客户的需求。高分辨率SEM扫描电镜+CP磷酸铁锂晶界界限测试检测

我们通过SEM扫描电镜技术，能够准确分析电池材料的微观结构。数据准SEM扫描电镜+CP软碳截面形貌表征测试检测

在动力锂离子电池中,正极材料是关键的部分,其成本占居锂离子电池的40%左右。正极活性物质作为LIBs的重要原料,决定了LIBs的体积能量密度、循环表寿命、稳定性、安全性等重要性能,相关的电化学性能指标与正极材料的主元素含量、晶体结构、颗粒度大小、颗粒形状等密切相关。

使用SEM可以对正极材料及其前驱体的单颗粒形貌,颗粒分布情况等进行表征,并结合能谱对原料成分和杂质进行检验。目前锂离子电池正极材料以钻酸锂,磷酸铁锂,锰酸锂,镍酸锂,多元材料为主,其中三元材料包括NCM、NCA,根据过渡金属元素比例有不同的规格。正极材料一般由对应的金属化合物和碳酸锂通过固相法、共沉淀法、离子交换法等方法合成。选择的制备工艺,烧结时的投料、温度,烧结后的研磨情况等会影响终得到的正极材料颗粒的尺寸和形貌。

SEM扫描电镜技术通过高分辨率的图像获取和分析，可以对电池材料的微观结构和表面特征进行准确的检测。我们公司致力于分析测试先进材料,立足中国制造,为全国客户提供专业、快捷、全方面的先进材料整体解决方案。 数据准SEM扫描电镜+CP软碳截面形貌表征测试检测