快速SEM扫描电镜+CP硅碳负极截面形貌表征测试检测

时间:2024年05月05日 来源:

利用SEM记录循环过程中正极材料的形貌变化可以辅助研究电池的失效机理,通过设计优化电池材料来实现电池的长效循环;锂-硫电池在循环过程中会生成可溶性的硫化物中间产物(Li2Sn,4≤n≤8) ,导致电池容量衰减、穿梭效应、库伦效率降低等问题。

目前,SEM已被应用在锂-空气电池、锂-硫电池等多种电池体系的设计研发中:锂-空气电池易被放电产物( Li2O2 ) 堵塞碳正极的反应活性位点而失效清华大学陈翔等制备了氮化铟功能性隔膜(InN-隔膜) 用于锂-硫电池,利用SEM观察充放电过程中硫化物中间产物的转变过程,证实 InN-隔膜可以促进硫化物的可逆沉积-降解,为电池材料的改性和功能化提供理论依据;锂二次电池中锂负极材料易与电解液发生反应形成“死锂”,导致电池失效。

在新能源电池材料测试领域,SEM扫描电镜技术的应用正在助力行业不断向前发展。我们是一家专业的电池材料检测机构,具有先进的技术实力和不凡的服务品质。我们的仪器多、测试能力强、效率高出结果快、服务好客户满意度高、自营仪器价格合理、专业技术支持助力研发成功以及长期合作信赖可靠等亮点可以为客户提供全方面的电池材料测试服务。 我们的检测团队利用SEM扫描电镜,可以评估电池材料的热传导性能和热稳定性。快速SEM扫描电镜+CP硅碳负极截面形貌表征测试检测

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结合正极常用开放手段,总结材料结构常见表征如下:如三元材料主元素分布及含量;正极二次颗粒团聚状态,孔洞分布;磷酸铁锂正极活性物质进行碳包覆改善导电性;硅负极或硅氧负极活性物质进行碳包覆改善其体积效应和导电性;正极材料包覆及和快离子导体的形成;负极材料表面包覆不同碳层;正极材料表面包覆岩盐层及CEI膜状态,电子衍射图。

SEM-EDS(扫描电子显微镜)是场发射电镜和X射线能量色散谱的结合,微区表征手段;在定性元素含量方面检测极限:0.1%(能量色散谱方法),只能做半定量分析,准确性较低。主要成分元素含量及高含量重金属掺杂包覆定性。对于能量较低的碱金属元素含量,元素是否梯度分布等,应用有局限性,含量低的元素建议点扫,并且需要ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱仪)辅助定性定量。

我们拥有一支由专业工程师和科学家组成的团队,利用完善设备,结合现代分离分析技术,能在多个技术领域解决当下企业在产品研发和生产过程各种面临的各种复杂问题。我们服务于各类新能源电池材料测试需求,为客户提供全方面、个性化的解决方案,助力他们在市场竞争中占据优势地位。 太原SEM扫描电镜测试哪家好我们的检测团队在电池材料分析领域有着丰富的经验和专业知识,能够满足客户多样化的需求。

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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。

质子交换膜形貌(厚度)观察

客户需求

在电池使用过程中,若出现电压异常、阻抗异常、输出功率大幅降低等问题时,则会使质子交换膜的形貌出现厚度不均匀或涂层剥落等情况,进而引发电池内部化学反应的不稳定,影响电池的性能和寿命,因而对质子交换膜形貌的观察和分析是值得且必须要做的。

解决方案

为了确定问题的根源,我们可以采用质子交换膜形貌(厚度)观察的方法。先用离子束研磨(CP)对极片、粉末和隔膜的截面切割,在原子层面上对样品进行表面剥离,从而获得干净整洁、组织清晰、没有划痕及杂质干扰和应力损伤层的截面样品。后用扫描电子显微镜(SEM)观察质子交换膜的形貌、颗粒尺度、涂层、元素掺杂情况等信息,两种方法结合可以初步判断电池的质量和寿命。

检测结果

形貌:氩离子束切割(CP)+SEM 采用SEM扫描电镜进行电池材料检测,有助于提升电池性能,帮助客户优化产品设计和制造流程。

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材料在制备生长过程中受动力学和热力学方面的影响形貌会发生变化,对形貌变化的调控和功能性修饰是材料能够得到实际应用的前提。SEM能够记录电池材料生长过程中的形貌变化规律,并据此推断电池材料的生长机理,理解材料的形貌和性能之间的内在联系。正极材料是负责电池电化学性能的关键因素,为不断开发性价比更高的正极材料就离不开扫描电镜。

由于三元材料的形貌特征主要继承自前驱体的形貌特征,因此通过对比前驱体材料与其烧结而成的三元材料SEM图,就能判断材料是否具有良好的形貌特征继承性以及粒度分布是否适宜。扫描电子显微镜(SEM),由于具有分辨率高、应用范围广、样品制备简单、图像景深大等优点,在电池正极、负极、隔膜和固态电解质等材料的研发、改性与性能研究中都发挥着重要作用。

我们深知,一个准确的检测结果对于科研与工业生产的重要性。因此,我们每年持续投入5千万元以上购买设备,表明我们对研发和技术创新的重视,证明我们在不断更新技术和设备,以保持先导地位。我们的团队成员都是从事检测行业10年以上的专业老师领队,团队成员100%硕博学历,平均新能源材料检测领域从业3年以上。他们的专业知识和丰富经验可以提供高质量的测试服务。 我们的团队专注于电池材料的微观分析,确保数据结果准确可靠,满足客户需求。兰州SEM扫描电镜测试价位范围

SEM扫描电镜技术在电池材料检测中的应用,为客户解决了诸多材料微观结构分析的难题。快速SEM扫描电镜+CP硅碳负极截面形貌表征测试检测

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,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。


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