正極材料表面CEI膜膜層分析

客戶需求

CEI膜作為一種特殊的電解質膜,用于隔離正負極,保護電池免受外部電場的影響。但是,在電池的循環過程中,CEI膜可能會發生變化,如厚度增加或減少、成分不均等,這將直接影響電池的循環性能和使用壽命。

解決方案

為了解決這個問題,團隊開發了多種技術,其中一種是使用TOF-SIMS技術,這是基于質譜分析的表征技術,具有超真空環境測試、采集深度低、檢測出限低、測試范圍廣等等優點。可以實現對固體樣品的表征,分析CEI膜的成分和厚度,從而發現CEI膜的不完整和過厚/過薄等問題,關鍵在這一過程中不需要進行物理分離或化學分離。

檢測結果

三元正極材料-TOF-SIMS SEM掃描電鏡檢測可以幫助您分析電池材料中的微觀缺陷和雜質分布。蔡司SEM掃描電鏡+CP錳酸鋰晶界缺陷檢測

在動力鋰離子電池中,正極材料是關鍵的部分,其成本占居鋰離子電池的40%左右。正極活性物質作為LIBs的重要原料,決定了LIBs的體積能量密度、循環表壽命、穩定性、安全性等重要性能,相關的電化學性能指標與正極材料的主元素含量、晶體結構、顆粒度大小、顆粒形狀等密切相關。

使用SEM可以對正極材料及其前驅體的單顆粒形貌,顆粒分布情況等進行表征,并結合能譜對原料成分和雜質進行檢驗。目前鋰離子電池正極材料以鉆酸鋰,磷酸鐵鋰,錳酸鋰,鎳酸鋰,多元材料為主,其中三元材料包括NCM、NCA,根據過渡金屬元素比例有不同的規格。正極材料一般由對應的金屬化合物和碳酸鋰通過固相法、共沉淀法、離子交換法等方法合成。選擇的制備工藝,燒結時的投料、溫度,燒結后的研磨情況等會影響終得到的正極材料顆粒的尺寸和形貌。

SEM掃描電鏡技術通過高分辨率的圖像獲取和分析，可以對電池材料的微觀結構和表面特征進行準確的檢測。我們公司致力于分析測試先進材料,立足中國制造,為全國客戶提供專業、快捷、全方面的先進材料整體解決方案。 高效SEM掃描電鏡+CP負極極片Si團聚體檢測通過SEM掃描電鏡檢測，可以觀察電池材料中的電化學界面和界面反應情況。

質子交換膜形貌(厚度)觀察

客戶需求

在電池使用過程中,若出現電壓異常、阻抗異常、輸出功率大幅降低等問題時,則會使質子交換膜的形貌出現厚度不均勻或涂層剝落等情況,進而引發電池內部化學反應的不穩定,影響電池的性能和壽命,因而對質子交換膜形貌的觀察和分析是值得且必須要做的。

解決方案

為了確定問題的根源,我們可以采用質子交換膜形貌(厚度)觀察的方法。先用離子束研磨(CP)對極片、粉末和隔膜的截面切割,在原子層面上對樣品進行表面剝離,從而獲得干凈整潔、組織清晰、沒有劃痕及雜質干擾和應力損傷層的截面樣品。后用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察質子交換膜的形貌、顆粒尺度、涂層、元素摻雜情況等信息,兩種方法結合可以初步判斷電池的質量和壽命。

檢測結果

形貌:氬離子束切割(CP)+SEM

鋰電池的結構中,隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。而隔膜性能的評測需要借助到掃描電鏡來進行檢測。尤其對于鋰電池系列,由于電解液為有機溶劑體系,因而還需要使用耐有機溶劑的隔膜材料,目前一般采用的是較高的強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。

為保證低的電阻和高的離子電導率,對鋰離子有很好的透過性,必須保證隔隔膜有一定的孔徑和孔隙率,為了檢驗隔膜的這種能力,就需要用到掃描電鏡來進行微觀觀測,確保隔膜的孔徑大小戶尺寸范圍以及孔徑是否均一,膜上是否有劃痕、凹坑等缺陷。通過SEM掃描電鏡檢測，能夠監控隔膜的微觀結構，從而在生產過程中實現對質量的嚴格把控。此項服務可有效解決在電池材料質量方面的痛點和需求，助力實現生產效率和產品質量的雙重提升。

作為新能源電池材料檢測先導者，我們390+儀器類型任你選，實現材料測試全覆蓋；技術人員100%碩博學歷，行業經驗3年起，夠專業！20個大型服務研發需求的專業實驗室，斥資超2億購買儀器設備,快的項目當天出結果;31個辦事處，覆蓋全國主要城市，支持上門取樣，為您提供全方面的服務支持。 通過SEM掃描電鏡，我們能夠快速、準確地評估電池材料的微觀特征和性能。

鋰離子電池負極材料的顆粒性質對LIBs的初次效率、循環性能等有重重要影響,通常會使用SEM掃描電鏡觀察負極材料的顆粒尺寸、粒徑、形貌等特征。目前負極材料主要包括碳負極材料、金屬氧化物、合金材料和硅基材料。碳材料是目前常用的負極材料,包括石墨、軟碳、硬碳和一些新型碳材料如碳納米管、富勒烯。

在電池材料的檢測方面，我們會使用一系列先進的儀器和設備。其中，X射線衍射儀和掃描電子顯微鏡是常用的設備之一。這些設備可以提供關于材料晶體結構、形貌、成分分布等詳細信息。此外，我們還會使用能量色散光譜儀、光譜紅外顯微鏡等設備來進一步分析材料的化學組成和結構特征。

我們擁有20個自營實驗室和豐富的儀器設備資源，能夠同時處理大量的測試和失效分析項目。我們的服務特色之一是全國SEM、AFM云現場，這是我們利用先進的儀器和技術提供的一種高效、便捷的遠程服務。客戶無需親自到場，只需通過互聯網連接，我們的專業技術老師就能為他們提供及時、準確的測試結果和失效分析報告。 數據結果準確可靠，我們使用SEM掃描電鏡為您提供準確的電池材料檢測數據。高質量SEM掃描電鏡質子交換膜膜厚度檢測測定與元素分布分析測試

通過SEM掃描電鏡檢測，可以觀察電池材料中的電荷傳輸和電極反應情況。蔡司SEM掃描電鏡+CP錳酸鋰晶界缺陷檢測

CP-SEM（Cross Section Polisher-Scanning Electron Microscope），即截面拋光-掃描電子顯微鏡。CP利用氬離子束對樣品進行截面拋光，其原理如下：利用高壓電場使氬氣電離產生離子態，產生的氬離子在加速電壓的作用下，高速轟擊樣品表面，對樣品進行逐層剝蝕而達到拋光的效果。CP拋光不會對樣品造成應力損害，相比常規的機械研磨手段，得到的樣品表面光滑無損傷，且加工精度高、界面清晰、鍍層尺寸測量準確，與SEM聯用能夠還原材料內部的真實結構。

我們的服務特色之一是全國SEM、AFM云現場，這是我們利用先進的儀器和技術提供的一種高效、便捷的遠程服務。客戶無需親自到場，只需通過互聯網連接，我們的專業工程師就能為他們提供及時、準確的測試結果和失效分析報告。

我們是科學指南針-中國大型研發服務機構，公司成立于 2014 年，以分析測試為主，提供包含材料測試、行業解決方案 、云現場、環境檢測、模擬計算、數據分析、試劑耗材、指南針學院等在內的研發服務矩陣。總部位于杭州，已在杭州、上海、北京、廣州、濟南、長沙、武漢、鄭州等十多個地區建立了研發中心，立足中國制造，為全國客戶提供先進材料的整體解決方案。

蔡司SEM掃描電鏡+CP錳酸鋰晶界缺陷檢測

科學指南針已覆蓋全國主要省份，實現全國多層次的分部建設。

2014年公司注冊成立

2016年入駐啟迪之星（上海），完成種子輪融資，同時不斷更新產品線

2017年獲得來自啟迪之星創投等機構的天使輪投資

2019年測試分析總樣品量超過60萬個，用戶數達到20萬人

2019年科學指南針被科技部選為“全國科研儀器服務聯盟副理事長單位”

2020年9月科學指南針獲得經緯中國投資

2020年10月科學指南針被工信部評為“2020互聯網+科研服務領jun企業”

2021年7月正式取得檢驗檢測機構資質認定證書（CMA）

2021年10月科學指南針生物實驗室獲批《實驗動物使用許可證》

2021年12月科學指南針主編&浙江大學出版社出版書籍《材料測試寶典》

2022年1月5日科學指南針南京材料實驗室獲得3張測量審核評價證書（CNAS），結果為滿意

2022年1月25日科學指南針南京環境實驗室獲得1張測量審核評價證書（CNAS），結果為滿意

2022年5月16日科學指南針南京材料實驗室取得檢驗檢測機構資質認定證書（CMA）

2023年5月通過2023年度第1批浙江省“專精特新”中小企業認定

科學指南針與哈工大鄭州研究院達成戰略合作共建分析測試聯合實驗室