锂电池/二次电池市场竞争激烈
电子显微镜分析技术成为研发关键

随着全球净零碳排的意识提升,电动车、储能设备、可携式电子设备等对二次电池的需求量及技术要求也逐步提高。

二次电池包含锂电池、固态电池、镍氢电池等不同类型技术,产业着重于研发出更高密度、高安全性、高寿命等高品质电池,市场竞争激烈。

扫描式电子显微镜(SEM)为常用电池分析设备,透过精准的检测分析可缩短产品研发走期并降低生产成本。
锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图
锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图1

锂电池/二次电池的SEM观测课题

锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图2
锂电池/二次电池研发过程,可能会遇到含有空气敏感的样品需检测,如:锂金属、锂离子电池电极材料、固态电解质材料、有机电解质、金属氧化物等。

此類樣品一旦與空氣中的氧氣、水接觸就容易產生變化,影響掃描式電子顯微鏡的檢測結果。
锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图3
锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图4
透过实时监测样品在不同条件下的变化并获得即时反馈,可有效节省研发成本。在竞争趋势下,样品冷冻/原位检测需求也随着提高。需求常见如下:

*样品制备/分析过程减少离子束/电子束轰击造成损伤。
*检测金属氧化物性能:了解电池材料在低温的性能变化。
*电极/电解质界面分析:电极和电解质在低温的相互作用。
*检测循环稳定性:模拟电池充电放电,评估低温稳定性。
*微区域分析:低温下的进阶微结构分析。
锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图5

Mel-Build真空传输制冷台
【手套箱↔️SEM】 全程隔绝空气完成样品转移

让锂金属、锂离子电极等空气敏感的电池材料于手套箱进行制备后,
再经由特殊设计的真空传输装置完成样品转移
锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图6

电子式制冷系统含冰水机及温控器
可应用于EBSD/EDS/FIB

锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图7
合金可为二次电池材料之一,其在-50℃之下会出现马氏体相变(Martensite transformation)。
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锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图9
在室温与-80℃下分别进行FIB样品制备比较,可发现燃料电池的电极「Nafion®」在-80℃下较无损伤。
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锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图11
在室温与-80℃下分别进行EDS分析,可发现燃料电池的电极其「氟」元素在-80℃下较不易流失。
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Melbuild冷台 与 液氮冷台比较

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锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图14

加选偏压(Biasing)检测功能
研究电池电化学稳定性、电解质渗透性等特性

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锂电池、二次电池材料分析-SEM真空传输制冷台插图16

可扩充式的设计,满足各种电池研发实验需求

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【Mel-Build真空传输制冷台】电池分析解决方案
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