掃描電子顯微鏡在鋰離子電池研究中的應(yīng)用

在過(guò)去的十年里，隨著鋰電池技術(shù)的快速發(fā)展，其已成為消費(fèi)類電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域的主要能量載體。同時(shí)，鋰電池在助力可持續(xù)“碳中和”清潔能源社會(huì)的建設(shè)中也扮演著重要角色。目前，雖然電池技術(shù)取得了一系列的進(jìn)步，但仍然無(wú)法滿足對(duì)電池性能持續(xù)增長(zhǎng)的需求。為了開發(fā)更安全，更高能量密度和功率性能的鋰電池產(chǎn)品，從電池原材料到組成部件角度出發(fā)了解鋰離子電池的運(yùn)行機(jī)理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池性能的科學(xué)分析診斷顯得尤為重要。
掃描電子顯微鏡是一項(xiàng)從微納米尺度實(shí)現(xiàn)對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)成像和化學(xué)成分檢測(cè)的表征技術(shù)。無(wú)論是在電池原材料及電池制造商的材料研發(fā)、質(zhì)量管控，還是失效分析中，掃描電子顯微鏡都可從多種尺度和不同模式下對(duì)電池樣品進(jìn)行深度剖析。鋰電池是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，從組成電池的部件層面來(lái)看，它包含了正極、負(fù)極、隔離膜、電解液、結(jié)構(gòu)件等復(fù)雜部件，且各類材料特性迥異。例如，隔離膜是電子絕緣和電子束敏感材料，鋰金屬負(fù)極雖然是電子導(dǎo)體，但對(duì)空氣極為敏感。因此，對(duì)于掃描電子顯微鏡儀器制造商來(lái)說(shuō)，提供全套電池樣品處理和圖像采集方案至關(guān)重要。本手冊(cè)中，我們將討論不同的成像解決方案，旨在解決電池研究工作者在采用掃描電子顯微鏡表征電池材料中遇到的挑戰(zhàn)。