金鉴实验室 锂电池电极材料SEM测试、氩离子截面

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。新能源汽车高速发展，锂电池材料将充分受益。锂电池性能优越，用途广泛，前景广阔。锂电池能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保。中国新能源汽车在“十三五”期间将快速发展，届时将带动锂电池材料快速增长。

金鉴实验室可提供锂电池电极材料SEM测试，粒径测量，锂电池电池材料涂片氩离子抛光制样，为锂电池电极材料行业提供好的研发测试平台，促进锂电池产业更好发展，响应国家支持新能源的号召。

锂离子电池具有以下特点:高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。

锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。正极材料占有较大比例(正负极材料的质量比为3: 1~4:1),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。在正负极中间则是电池电解液和隔膜。

图看锂电池：

锂电池内部结构

锂电池工作原理

常见锂电池正极材料：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、三元、富锂相、硅酸铁锂、磷酸锰锂、硫酸氟铁锂。

常见锂电池负极材料：在锂电池四大材料中，负极材料的技术相对最成熟。通常将锂电池负极材料分为两大类：碳材料和非碳材料。其中碳材料又分为石墨和无定形碳，如天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软炭（如焦炭）和一些硬炭等；其他非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料、合金材料等。

常见负极材料特点比较:

金鉴实验室提供锂电池电极材料的扫描电镜观察、颗粒尺寸、孔径测量的测试服务：

锂电池正极材料、负极材料的颗粒尺寸会影响到锂电池的电化学性能，电极材料的粒径和形貌可通过SEM测试观察，有助于系统研究颗粒尺寸及电化学性能的关系。因此金鉴实验室提供锂电池电极材料的扫描电镜观察服务。金鉴实验室蔡司场发射扫描电镜可以提供：12×～1000,000×的放大倍数的观察，还可提供颗粒尺寸、孔径测量的测试服务。

案例一：正极材料-SEM测试

磷酸铁锂

三元

案例二：负极材料-SEM测试：

纳米钛酸锂

人造石墨

金鉴实验室提供锂电池材料极片氩离子抛光法（CP）制样:

氩离子抛光技术是利用氩离子束对样品进行抛光，可以获得表面平滑的样品，而不会对样品造成机械损害。去除损伤层，从而得到高质量样品，用于在 SEM，光镜或者扫描探针显微镜上进行成像、EDS、EBSD、CL、EBIC或其它分析。

服务项目：金鉴实验室提供锂电池电极材料薄片的氩离子抛光截面制样服务。通过氩离子抛光截面制样可以观察到锂电池正/负电极材料极片的内部结构。

测试目的：观察锂电池极片的真实的内部结构，锂电池电极材料极片的内部结构、极片孔隙度的测量，可以依据孔隙度判断锂电池材料的吸液性，进而判断锂电池材料的循环寿命，这就是解剖锂a电池材料极片截面研究内部结构和孔隙度的观察意义所在。

制样方法的探讨：目前，这种锂电池材料极片解剖截面的制样方式，最有效的手段就是通过氩离子截面抛光制样，利用包埋的手法进行金相研磨抛光很难制备出理想的效果，一般锂电池材料极片厚度在200微米，由于FIB适合制备小面积样品，想通过FIB切割制样也不科学，而且耗费成本相当高，还达不到大区域的观察效果。

文章来源：《分析试验室》 网址: http://www.fxsys.cn/zonghexinwen/2021/0518/944.html