鋰離子電池的能量密度、循環壽命和倍率性能從根本上取決于體相的理化反應、結構變化、力學性能、形態演變和界面反應等。隨著鋰電池產品質量要求的不斷提高和材料體系的迭代創新，各種表征、檢測、和計算模擬技術被用于分析和預測與電池性能相關的各種參數。

蔡司顯微鏡的多尺度、多維度研究平臺為鋰離子電池正負極材料、隔膜及關鍵輔助材料提供從材料樣品制備、理化性能表征到智能數據分析的全面解決方案，協助鋰電池材料從研發到生產的整個產業鏈。

全方位形貌表征及智能圖像分析

高分辨率、無損傷、大景深成像和智能分析

蔡司場發射掃描電子顯微鏡配備Gemini管和高效檢測器，可對前驅體、成品和老化材料，甚至納米級顆粒、孔隙、缺陷等進行全方位表征，從形貌表征、尺寸測量到分布統計。不導電樣品不需要涂層，可以直接觀察磁性樣品。

智能圖像分析軟件ZEN提供機器學習算法，實現特殊結構的人工智能自動識別，輔助數據批處理，高效處理繁重的分析工作。

▲ 1.利用高放大倍數下的SEM圖像觀察NCM二次顆粒的整體形貌；2.利用低放大倍數下的SEM圖像觀察石墨/硅混合負極顆粒的分布；3.利用背散射電子圖像分析NCM二次顆粒內部的一次晶粒分布；4.利用Zen軟件對隔膜的孔隙率進行分析，孔隙率為29.89%

輕松拓展多模態微觀性能分析

從元素、晶體結構、官能團

微觀電學和力學性能測量

SEM集成了EDS、EBSD、Raman、EBIC、EPMA和AFM等豐富的擴展技術，可對單相、復合材料、共混材料和極片樣品提供準確全面的微觀性能分析，甚至鋰元素也可達到ppm級。

▲ 1.NCM顆粒的拉曼光譜（插圖，右上）、EDS mapping（插圖，右中）及飛行時間二次離子質譜（插圖，右下）分析；2.NCM/LMO混合材料的電子背散射衍射（EBSD）及EDS分析

高精度內部結構表征和三維分析

快速、無損、高精度的截面加工

內部信息獲取與三維重建分析

蔡司雙束電子顯微鏡FIB-SEM為材料和極片提供高精度的橫截面處理和成像分析。LaserFIB是一種配備飛秒激光的激光雙光束電子顯微鏡，特別適用于大尺寸極片和細胞切片的快速定位和制備，而冷凍聚焦離子Cryo—FIB與冷凍轉移系統相結合，可以在低溫冷凍條件下處理含液體或環境敏感的樣品，同時保持樣品的真實結構。

FIB-SEM與Atlas 5 3D三維重建軟件配合，在切割過程中觀察材料或極片樣品，實現高精度連續層析成像，自動智能分析樣品內部納米級細節的三維分布。

▲ 1.Laser FIB預處理后的石墨/硅負極極片樣品截面；2.利用FIB-SEM連續層析成像邊切邊看、自動分析材料、粘結劑及孔隙分布

跨尺度關聯分析

電芯/極片表面及內部特定區域的智能識別

精準定位及高分辨分析

由蔡司X射線顯微鏡(XRM)、光學顯微鏡和FIB-SEM組成的多尺度、多維度相關分析平臺，為鋰電池材料提供從粉末、極片到電芯層次，從新鮮、活化到老化的全方位生存周期分析。微觀性能分析，即使是商業電池內部的微米和納米級缺陷也可以很容易地識別和分析

1.利用XRM對及極片進行無損三維表征及缺陷位置定位；2.利用FIB-SEM借助Atlas 5數據定位切割極片的缺陷位置；3.利用SEM及EDS對缺陷位置進行形貌及成分分析

先進的表征和分析技術使建立結構—加工—性能關系成為可能。蔡司多尺度和多維顯微鏡解決方案為您提供從粉末、極片和電池層面對鋰電池材料整個生存周期的多尺度、多維分析,尺寸顯微性能分析幫助您在材料研發和生產的全過程

審核編輯 黃宇