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电池材料的二维显微成像和表征

jf_57082133 来源:jf_57082133 作者:jf_57082133 2023-08-16 14:03 次阅读

光学显微镜起源于17世纪,利用可见光的波长放大物体,达到微米级分辨率,广泛应用于生命科学、材料科学等领域。在电池领域,可以观察电极结构,检测电极缺陷和锂枝晶的生长,为电池研发提供有价值的数据。然而,受可见光波长的限制,它的观察范围有限,而电子显微镜很好地解决了这一问题

1931年问世的蔡司电子显微镜,利用电子束将物体放大300万倍,达到奈米分辨率。由于蔡司电子显微镜的分辨率更高,在电池研发中,用不同的探针,可获得多维度信息(成分、表征信息、粒度、成分比例等),实现正负电极材料、导电剂更多的微观结构如胶粘剂和隔膜的检测(观察材料的形貌、分布状态、粒度、存在的缺陷等)

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▲ 电池正负极材料、导电剂、粘结剂、隔膜SEM图 来源:蔡司(使用蔡司电子显微镜测试)
由于其高分辨率,蔡司扫描电子显微镜。能清晰地反映和记录材料的表面形貌,因而成为表征材料形貌最方便的手段之一

虽然二维平面检测简单有效,但有时会有偏差。三维成像为开发人员提供了更直观的检测结果,提高了电池研发的效率和性能

其中,X射线显微镜威廉希尔官方网站 ,如蔡司Xradia Versa系列,可以实现电池内部的高分辨率三维无损成像,区分电极颗粒和孔隙、隔膜和空气等,可以大大简化流程,节省时间

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▲ 电池内部高分辨率成像(扫描完整样品 - 选择感兴趣区域 - 放大并进行高分辨率成像)来源:蔡司(使用蔡司 Xradia Versa 系列 X 射线显微镜测试)
在此基础上,蔡司推出的四维组织演化表征方法可以获得更多的信息,提供更精细的细节

当需要进一步进行高分辨率分析时,下一代聚焦离子束威廉希尔官方网站 是首选。FIB与SEM相结合,可在纳米尺度上对样品进行精细加工和观察

审核编辑 黄宇

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