會(huì)員.png)
11
當(dāng)前位置：復(fù)納科學(xué)儀器（上海）有限公司>>技術(shù)文章>>鋰離子電池中石墨的掃描電鏡分析
鋰離子電池中石墨的掃描電鏡分析
鋰離子電池生產(chǎn)
當(dāng)電池充電時(shí),，鋰離子通過電解液從陰極流向陽(yáng)極。然后,，當(dāng)電池放電時(shí),，此過程被逆轉(zhuǎn)。電池陰極可以使用多種材料,，但石墨是大多數(shù)陽(yáng)極的材料,，這要?dú)w功于其存量豐富,，低沉本和長(zhǎng)循環(huán)壽命。循環(huán)壽命是指電池能經(jīng)受的充電與放電循環(huán)次數(shù),，反映了電池的工作時(shí)間長(zhǎng)短,。
為什么石墨用于電池？
優(yōu)化石墨的形態(tài)使研究人員能夠創(chuàng)造出具有更高倍率性能,、能量密度和首效,、更長(zhǎng)的循環(huán)壽命和更好安全性能的陽(yáng)極。球形石墨顆?？梢杂行畛?，有利于提高整體導(dǎo)電性。使用掃描電子顯微鏡（SEM）,，研究人員可以直觀地研究顆粒的形態(tài),，而光學(xué)顯微鏡在觀察石墨等黑色粉末時(shí)很難使用。與光學(xué)顯微鏡相比,，掃描電子顯微鏡還具有更高的分辨率,。
鋰離子電池用石墨的掃描電鏡分析
過去的三十年，鋰離子電池已經(jīng)*改變了能源行業(yè),，與鎳鎘電池相比,，鋰離子電池重量更輕，充電時(shí)間短,，并且在ji端條件下具有更好的性能,。鋰離子電池的一個(gè)關(guān)鍵組成是石墨，這是電池電極的中陽(yáng)極的主要材料,。
當(dāng)電池充電時(shí),，鋰離子通過電解液從陰極流向陽(yáng)極。然后,，當(dāng)電池放電時(shí),，此過程被逆轉(zhuǎn)。電池陰極可以使用多種材料,，但石墨是大多數(shù)陽(yáng)極的材料,，這要?dú)w功于其存量豐富,，低沉本和長(zhǎng)循環(huán)壽命。循環(huán)壽命是指電池能經(jīng)受的充電與放電循環(huán)次數(shù),，反映了電池的工作時(shí)間長(zhǎng)短,。
為什么石墨用于電池？
隨著各行各業(yè)致力于創(chuàng)造性能更強(qiáng)的鋰離子電池,，為電動(dòng)汽車甚至電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能站等各種設(shè)備供電,，石墨發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。通常需要將天然片狀石墨轉(zhuǎn)化為球形后使用,，或者通過生產(chǎn)管控得到質(zhì)量一致的合成石墨,，高質(zhì)量的合成石墨的生產(chǎn)需要 3000°C 的溫度。
優(yōu)化石墨的形態(tài)使研究人員能夠創(chuàng)造出具有更高倍率性能,、能量密度和首效,、更長(zhǎng)的循環(huán)壽命和更好安全性能的陽(yáng)極。球形石墨顆?？梢杂行畛?，有利于提高整體導(dǎo)電性。使用掃描電子顯微鏡（SEM）,，研究人員可以直觀地研究顆粒的形態(tài),，而光學(xué)顯微鏡在觀察石墨等黑色粉末時(shí)很難使用。與光學(xué)顯微鏡相比,，掃描電子顯微鏡還具有更高的分辨率,。
鋰離子電池用石墨的掃描電鏡分析
研究人員通常缺乏內(nèi)部設(shè)備和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，會(huì)將樣品送到有大型落地電鏡的分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析,。這些落地電鏡需要專人操作,，而外包這些分析會(huì)延遲結(jié)果。
使用飛納臺(tái)式掃描電鏡大樣品室版 Phenom XL 拍攝的石墨顆粒圖像,。左上圖是天然石墨,。其他圖像是五種不同的處理方法的合成石墨，目的是找到接近球形天然石墨形態(tài)的材料,。
通過使用 Phenom XL 的專用自動(dòng)掃描軟件,，研究人員可以顯著縮短這些實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。Phenom XL 讓研究人員經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)后即可親自進(jìn)行分析,。
使用專用的自動(dòng)掃描軟件,，Phenom XL 一次可以自動(dòng)測(cè)試 36 個(gè)樣本，在 30 分鐘內(nèi)生成超過 200 張圖像,。該軟件使用簡(jiǎn)單,，用戶只需輸入樣品數(shù)量以及放大倍率，完成此操作后,，圖像采集可以在無(wú)人值守的夜間完成,，從而大大縮短了分析時(shí)間,，同時(shí)消除了不同操作員導(dǎo)致的圖像質(zhì)量變化。
Phenom XL 可以生成 8 nm 分辨率的圖像,，這對(duì) 20μm 石墨顆粒而言是成像分析的理想儀器,。此外，直觀的用戶界面減少了培訓(xùn)要求,，使更多的用戶參與使用,。
當(dāng)下研究員致力于改進(jìn)鋰離子電池陽(yáng)極的石墨，而具有專用自動(dòng)掃描軟件的 Phenom XL 臺(tái)式掃描電鏡可以自動(dòng)執(zhí)行測(cè)試中的重復(fù)工作,。由于能夠在部門內(nèi)快速準(zhǔn)確地表征這些樣品,，用戶們可以加快研發(fā)過程，以設(shè)計(jì)更安全,、更強(qiáng)大和更持久的鋰離子電池,。