蔡司扫描电镜 X射线显微镜等助力固态电池多模态研究

 　　电池是我们日常生活中不可或缺的重要工具。无论是手机、新能源汽车，亦或是医疗设备等领域，均对电池的续航，健康以及安全问题提出了较大的挑战与要求。

　　其中固态电池由于高能量密度、无漏液、高安全、快充电、长寿命等优势成为了近年来技术研究的热点，而从原材料到实际应用的多环节离不开显微成像技术的质量把控。基于蔡司先进的电子光学以及X射线显微成像技术，可以为固态电池提供从形貌到成分以及物相多模态分析的综合解决方案。

　　蔡司新能源研究解决方案

　　方案一　表征导电性差、磁性样品：电解质、部分电极材料

　　蔡司场发射扫描电镜的镜筒内加减速技术与无交叉光路设计可以轻松实现低电压下高分辨成像。

　　▲图：三元锂电正极材料(NCM)前驱体、磷酸铁锂(LFP)前驱体

　　蔡司场发射扫描电镜无漏磁的复合物镜设计轻松实现磁性样品高分辨观察。

　　▲图：三元锂电正极材料(NCM)、表面C包覆的磷酸铁锂(LFP)

　　方案二　表征敏感样品：Li、Na等活泼金属、部分电解质和电极

　　蔡司双束电镜 Crossbeam 系列切割获得样品新鲜截面，利用双束电镜&TOF-SIMS进行Li离子的数据采集。在双束电镜中进行原位分析，可避免空气对样品的影响，获得更真实的结果。

　　▲图：蔡司双束电镜&TOF-SIMS表征某锂电池负极材料中Li离子的分布情况：Li元素主要存在于疏松的部分之中

　　蔡司双束电镜Crossbeam系列冷冻抛光Li电池截面来实现敏感材料内部显微结构的准确表征。蔡司冷冻关联工作流程可以实现室温至-190°C区间内温度任意可调，>24h连续使用时间，样品台无限制，可移动、可旋转、可倾转。

　　▲图：蔡司FIB冷冻抛光液态锂离子电池(LIB)截面的EDS Mapping

　　蔡司场发射扫描电镜针对富含活泼金属的电池材料可提供各类高衬度的差异表征。

　　▲图：Na电极片截面成分衬度BSE成像以及富含Li的固态电池截面形貌SE2成像

　　方案三　三维无损重构固态电池，顺利进行多原位实验及理化分析

　　蔡司X射线显微镜可以实现对固态电池内部无损的3D成像，在不拆卸电池的情况下可以对电池原始或者循环后的形态结构进行表征。

　　▲图：固态电池XRM三维无损成像，可进行原位分析

　　蔡司固态电池原位解决方案兼容全电池、半电池和电池堆，适应于所有固态化学如锂、钠等均可接受。

　　▲图：蔡司原位固态电池测试模块，支持原位热学、电学、力学模块的研究

　　方案四　物相多模态分析：同类材质混合物样品的形态结果与成分，聚合物型固态电解质等

　　蔡司关联扫描电镜-拉曼成像系统 RISE 为您提供SEM与Raman的联用解决方案，可实现化学结构、晶体结构/类型/质量/取向、应力(拉力 /压力)、掺杂浓度以及2D/3D成像表征。

　　固态电池的科学研究以及产业化进程在现今依旧面临着诸多的挑战，无论是电解质充放电过程中的电导率与可充性研究，或者是正负极界面的接触性与化学稳定性等，都需要科研工作者和生产企业共同攻克。

　　蔡司显微镜以多模态、跨尺度的专业成像技术及行业解决方案，助力应对不同的成像挑战以及研究深度。

昆山友硕新材料有限公司是蔡司中国代理，主要经营蔡司三坐标、蔡司扫描电镜、蔡司工业CT等。电话热线：15850350764