【摘要】 假设你是一个三元正极颗粒，循环前你是一个完美的颗粒，所有的晶界都是完整的，晶格也是整整齐齐的。

三元材料？正极颗粒？

这个标题对于没有新能源锂电知识基础的人来说是不是很深奥难懂？作为大众科普的文章，今天带来一种新视角来解释锂电知识神奇的小世界~

假设你是一个三元正极颗粒，循环前你是一个完美的颗粒，所有的晶界都是完整的，晶格也是整整齐齐的。就像一群小精灵排排坐，手牵着手做游戏。

 

 

然而，当你经历了循环之后，情况就有点不同了。循环过程中，你被电池充放电不断地拉扯着，就像在健身房做高强度锻炼一样。这个时候，你的晶界可能会出现一些裂纹，就好像小精灵们玩得太疯狂，有的拉扯得有点累扯不住，手中的手牵绳也可能绷断了。

同时，循环过程中，你的晶格也可能出现一些变化。拿回健身房的例子来说，经过锻炼后，你的肌肉会变得更强壮，但也可能出现一些微小的变形。类似地，循环后的你的晶格可能会有一些略微的变化，但并不会影响你的整体运作。

总的来说，循环前后的晶界裂纹和晶格表征就像是小精灵们玩耍过程中的小小磕碰和变形，虽然有些不完美，但并不会妨碍它们继续游戏和运动。所以，三元正极颗粒循环前后的变化只是正常的循环过程，不会对电池性能产生太大影响的啦！

但是通过对正极颗粒截面微观形貌的观察，可以对电池的充放电性能、容量、循环寿命等方面进行更加准确的评估哦~

 

 

01科学指南针，助力产品高效研发~

 

适用范围

  • 锂电池三元正极颗粒

  • NCM（镍钴锰三种金属元素） / NCA（镍钴铝三种金属元素）

 

02测试项目概念

 

三元正极颗粒截面微观形貌是指截面微观几何特性的直观表现。它描述了截面所具有的各种微观几何形状信息，是研究电池正极材料性能和电化学反应机制的重要参数之一。

 

03测试项目原理

 

利用聚焦离子束FIB，对材料样品做截面打薄制样，以获得平整且通透的截面，同时配合透射电子显微镜（TEM）完成对样品内部结构微观特征的观察和分析。通过对截面的形貌观察，可以看到晶界的分布、晶界的界限、循环后的颗粒的裂纹、缺陷以及晶格条纹和晶面分析，从而进一步研究裂纹、晶界、晶面组成对电性能的影响。此外，利用元素分布映射（mapping）技术，我们还可以观察主成分元素的分布是否均匀。这些分析方法对于材料性能的研究和改进具有重要的指导作用。

 
 

04测试项目背景

 

三元材料是通过共沉淀法使大量形状为不规则一次颗粒团聚合成的多晶二次颗粒，在充放电过程中晶界处应力积累，直接导致了二次颗粒晶间裂纹的产生。晶间裂纹的出现会阻碍锂离子在颗粒内部的传递，也会削弱材料在高脱锂状态下的结构稳定性。微裂纹逐渐增多并沿着晶界扩展，最终会导致二次晶粒的破裂，二次颗粒破裂致使电解液与正极材料接触面积更大，加速材料降解。