可靠SEM扫描电镜+CP锰酸锂内部微裂纹检测

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 通过SEM扫描电镜，我们能够对电池材料进行成分分析和元素分布观察。可靠SEM扫描电镜+CP锰酸锂内部微裂纹检测

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。

可靠SEM扫描电镜+CP锰酸锂内部微裂纹检测SEM扫描电镜的高分辨率能力，使得我们能够观察到电池材料的微观缺陷。

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。

负极极片表面包覆层分析

客户需求

在电池制造工艺中,表面包覆层不仅关乎电池的性能提升,还能够防止电极与电解质的反应,从而延长电池的使用寿命。然而,由于表面包覆层非常薄,制备和测试分析变得更加困难。因此,需要采用先进的技术和设备来检测其元素分布和形貌。

解决方案

FIB透射制样技术常用于制备细微样品,可以在非常小的切片尺寸下进行高质量的切割和观察,通过FIB制备样品,我们可以观察到表面包覆层的微观结构和元素分布。而SIEM作为表面形貌分析利器,可以在很小的尺寸范围内观察样品的表面形貌和细节。配合使用TEM这种更高分辨率的显微镜,可以提供更细致的样品形貌和元素分布。

检测结果

FIB+SEM极片 通过SEM扫描电镜检测技术，我们可以评估电池材料的结构稳定性和耐久性。

在电池材料领域,通过包覆来复合两种材料是一种常见的策略,可以充分利用两种材料的优势,扬长避短,获得具有更加优异电化学性能的新材料。

例如在材料表面包覆一层均匀的碳层,一方面可以提升材料的电导性,另一方面可以稳定材料在充放电过程中的体积变化进而提升其结构稳定性。所以对包覆层的元素进行研究,可以科学地研究掺杂、包覆以及浓度梯度化的改性效果,以及准确地对关键材料的质量工艺进行控制。使用电子探针(EPMA)微观检测十分重要,能够解决扫描电镜+能谱仪(SEM+EDS)在低浓度元素检测上的不足。与SEM-EDS同为微区分析的电子探针显微分析仪(EPMA),在形貌观察的同时,更偏重元素成分的分析,在大束流激发源的加持下保证更好的信号激发,从而具有良好的微区分析灵敏度,在浓度梯度、表面包覆额和掺杂元素的表征上效果明显。

我们的检测团队重点成员全部来自美国密歇根大学，卡耐基梅隆大学，瑞典皇家工学院，浙江大学，上海交通大学，同济大学等海内外名校，为您对接测试的项目经理 100%硕士及以上学历。效率高，专业能力强，针对性强，助力企业产品高效研发。 通过SEM扫描电镜检测，可以观察电池材料中的微观变形和应力分布情况。分部多SEM扫描电镜天然石墨颗粒表面特性分析检测

通过SEM扫描电镜检测，我们可以准确测量电池材料中的孔隙率和孔径分布。可靠SEM扫描电镜+CP锰酸锂内部微裂纹检测

由于电池材料的观察尺度在亚微米即几百纳米到几微米的范围，普通光学显微镜无法满足观察的需求，而更高放大倍数的电子显微镜则经常被用来观察电池材料。

扫描电子显微镜（SEM）是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具，主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。扫描电子显微镜可以观察到锂电材料的粒径大小和均匀程度，以及纳米材料自身的特殊形貌，甚至通过观察材料在循环过程中发生的形变我们可以判断其对应的循环保持能力好坏。

作为新能源电池材料测试领域的专业团队，我们拥有80余台大中型仪器设备，总价值超2亿元，涵盖了电池材料测试的各个方面。这些仪器可以满足各种不同的测试需求，包括成分分析、物理性质测试、化学性能评估等等。此外，这些仪器设备每年都会进行定期维护和升级，以确保其测试结果的准确性和可靠性。 可靠SEM扫描电镜+CP锰酸锂内部微裂纹检测

科学指南针已覆盖全国主要省份，实现全国多层次的分部建设。

2014年公司注册成立

2016年入驻启迪之星（上海），完成种子轮融资，同时不断更新产品线

2017年获得来自启迪之星创投等机构的天使轮投资

2019年测试分析总样品量超过60万个，用户数达到20万人

2019年科学指南针被科技部选为“全国科研仪器服务联盟副理事长单位”

2020年9月科学指南针获得经纬中国投资

2020年10月科学指南针被工信部评为“2020互联网+科研服务领jun企业”

2021年7月正式取得检验检测机构资质认定证书（CMA）

2021年10月科学指南针生物实验室获批《实验动物使用许可证》

2021年12月科学指南针主编&浙江大学出版社出版书籍《材料测试宝典》

2022年1月5日科学指南针南京材料实验室获得3张测量审核评价证书（CNAS），结果为满意

2022年1月25日科学指南针南京环境实验室获得1张测量审核评价证书（CNAS），结果为满意

2022年5月16日科学指南针南京材料实验室取得检验检测机构资质认定证书（CMA）

2023年5月通过2023年度第1批浙江省“专精特新”中小企业认定

科学指南针与哈工大郑州研究院达成战略合作共建分析测试联合实验室