【摘要】 三元正极颗粒物是纳米级别的一级粒子聚集成微米级别的二次颗粒。

科学指南针-知识课堂

适用范围：锂电池正极颗粒（钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、三元材料、硅酸铁锂、磷酸锰锂）

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。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。
利用氩离子抛光技术，又称CP截面抛光技术，对材料样品截面进行轰击，以获得平整的抛光截面，同时配合扫描电子显微镜（SEM）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、缺陷等，从而进一步研究裂纹、晶界对电性能的影响。此外，利用元素分布映射（#百家帮扶计划#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。
 

CP-SEM在锂电池领域正极颗粒物截面微观形貌与元素测试的应用

三元正极颗粒物是纳米级别的一级粒子聚集成微米级别的二次颗粒。这种二级结构在反复充放电时，存在内部应变引起的初级粒子的各向异性收缩和膨胀，最终形成颗粒裂纹，导致电极材料阻抗快速增加和容量快速衰减，颗粒中间的晶界分布，观察晶体界面是否破碎完整，破碎的颗粒影响电池的容量和且不耐高电压。循环加剧颗粒的粉化和碎裂、还会暴露颗粒内部更多的活性位点与电解液反应， 加速材料的降解。
 

三元正极材料初始状态截面-源自网络

 

三元正极材料循环后截面-源自网络

 

单晶材料-源自网络

a图单晶材料初始状态（无裂纹）

b图单晶材料充电3.8V（无裂纹）

c图单晶材料充电4.2V（有裂纹）

 

源自网络

a图NCM多晶材料初始状态（无裂纹）

b图NCM多晶材料充电3.8V（有裂纹）

c图NCM多晶材料充电4.2V（裂纹加剧）

 

 

NCM三元正极材料循环后截面-源自网络

红色箭头处晶界裂纹为充放电循环造成

金色箭头区域为合成是产生

 

我们的服务

取微量样品使用包埋剂包埋后利用氩离子抛光仪制作一个平整的截面，放进扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS) 拍摄样品形貌和能谱mapping测试。

1）提供三张照片，每个形貌图中展示多颗 8~20颗整体颗粒分布情况

2）提供放大的颗粒照片与能谱：在三个形貌图中，放大到视野中含有三颗颗粒，至少有一颗完整的颗粒形貌，进行形貌和能谱元素面扫测试

3）提供三颗颗粒的三个区域细节照片，进行细节形貌拍摄 3 张，观察颗粒是否存在孔洞缺陷或其他形貌特征。

4）如有其他条件，请随时告诉我们。

 

关于我们

我们的技术团队由从事检测行业10年专家领队，团队成员100%硕博学历，平均新能源材料检测领域从业3年以上。团队致力于电池材料高水平测试与失效分析，帮助企业提升研发水平，推动产品研发成功。

 

分析测试实验室

 

免责声明：部分文章整合自网络，因内容庞杂无法联系到全部作者，如有侵权，请联系删除，我们会在第一时间予以答复，万分感谢。