通过创新的显微镜特性设计更好的电池

锂离子电池于1991年商业化推出,在追求这种增长最快的电池化学物质的质量、安全性和寿命方面提出了新的分析挑战。锂离子电池(LIB)的基本结构包含多达10种不同的薄膜,它们被合成以形成至少那么多的固体-固体界面。这些界面由极薄的阴极材料、绝缘屏障、阳极材料、金属集流器和电解质组成。欧洲杯足球竞彩这些不同的组件以粉末、薄片和液体的形式存在,需要在组装前后和重复充/放电操作之后进行评估。

扫描电子显微镜(SEM)支持新锂离子电池技术的发展,通过微米到纳米尺度的形态观察,以及创建高性能涂层和粉末所需的化学分析。超低电压成像与扫描电镜中的信号滤波相结合,允许直接成像和分析电池成分(阳极和阴极),具有纳米分辨率。此外,分析的重要方面之一是能够在纳米探针的化学成分(图1)。JEOL FESEM提供执行微量分析的能力和能量色散谱(EDS)在极低的电压来确定局部化妆的标本,特别是,低原子序数物质,如碳和氟。欧洲杯足球竞彩此外,独特的JEOL软x射线光谱仪(SXES)使得研究人员能够分析李。

锂离子阴极在1.2kV, 6nA, 10kX时的EDS图。图中显示了JEOL FESEM的C、F、Co和o的分布。

图1所示。锂离子阴极在1.2kV, 6nA, 10kX时的EDS图。图中显示了JEOL FESEM的C、F、Co和o的分布。

“当前研究的一个重要推动力是把电化学行为与细胞内发生的物理现象联系起来,”马萨诸塞州沃本离子材料公司的Ahmed Al-Obeidi博士说。欧洲杯足球竞彩“为了做到这一点,通常需要研究电池组件的3D微观结构以及这些层之间形成的界面。宽束离子铣削是一种获得干净截面的可靠方法,可以提供微观结构信息,当与EDS结合时,可以通过相和化学测绘实现高空间分辨率。锂离子电池由陶瓷、金属箔和聚合物组成,这是一个复杂的系统,使用传统的机械横截面技术很难获得无人工合成的横截面。”离子铣削是唯一可靠的技术,以获得清楚的感觉不同的层以及层之间的界面(图2)。

用JEOL CP抛光机制备的锂离子电池截面后向散射图像。

图2所示。用JEOL CP抛光机制备的锂离子电池截面后向散射图像。

此外,为了评估暴露在空气中可能发生反应和降解的锂离子电池材料,必须有防止样品暴露在大气中的技术。欧洲杯足球竞彩为此目的,JEOL建立了一个指定的工作流程,包括一个普通的空气隔离转移容器,用于将已在惰性气体环境(如手套箱)中制备的样品转移到指定的样品制备设备(宽离子束抛光设备,2020欧洲杯下注官网低温截面抛光机),然后通过一个样品交换室进入扫描电镜,而不将样品暴露在大气中,以便使用FE-SEM观察(图3)。在这里的例子中,含有LiCoO的锂离子电池正极材料的样品2首先在不暴露于大气的情况下观察,然后在暴露于空气后观察相同的位置。在未暴露的样品上没有观察到沉积,但当暴露于空气后观察到相同的位置时,就观察到沉积。这说明了转移容器防止标本暴露于空气的效果。

LiCoO2粒子欧洲杯猜球平台在空气暴露前和后的正极。很明显,暴露在空气中会引入各种与大气氧气反应有关的文物。

图3所示。LiCoO2空欧洲杯猜球平台气暴露前后正极中的粒子。很明显,暴露在空气中会引入各种与大气氧气反应有关的文物。

将空气隔离的标本制备和转移工作流程与异常的数据保真度相结合JEOL FE sem特别适合满足图书馆研究的需要。“我们用了几周的时间将样品发送给他们拍摄照片,这些照片令人难以置信,非常漂亮。JEOL有一个非常熟练的团队和强大的成像能力。”迄今为止,我们获得的所有sem都没有惰性转移方法,这对电化学或化学活性材料很重要,JEOL仪器提供的是必要的解决方案,”Ahmed Al-Obeidi博士说。欧洲杯足球竞彩离子材料公司欧洲杯足球竞彩本月将交付IT800 FE扫描电镜和低温横截面抛光机。

该信息来源于JEOL USA, Inc.提供的材料,并经审核和改编。欧洲杯足球竞彩

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    JEOL美国公司. .(2020年12月10日)。通过创新的显微镜特性设计更好的电池。AZoM。2021年7月3日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19927取回。

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    JEOL美国公司. .“通过创新显微镜表征设计更好的电池”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19927。(访问2021年7月3日)。

  • 哈佛大学

    JEOL美国公司. .2020.通过创新的显微镜特性设计更好的电池.AZoM, 2021年7月3日观看,//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19927。

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