2019 年 5 月 6 日 - 9 日，第四屆全球鋰電行業(yè)科學(xué)技術(shù)峰會(huì)暨第九屆華南鋰電（國(guó)際）高層論壇（LBIS 2019）將在深圳機(jī)場(chǎng)凱悅（Regency）酒店舉行。

會(huì)議時(shí)間：2019 年 5 月 6 日 - 9 日
會(huì)議地點(diǎn)：深圳機(jī)場(chǎng)凱悅（Regency）酒店
飛納電鏡展位號(hào)：A02

會(huì)議期間，全球近百位鋰電應(yīng)用專(zhuān)家以及數(shù) 20 位全球能源科技的領(lǐng)軍人物將齊聚 LBIS 2019，共同商討以下三個(gè)主議題：

（1） 展示和交流能源存儲(chǔ)科技（新材料、新工藝、新體系等）及其應(yīng)用（EDV、ESS、3C等）的最新最前沿科技成果。

（2） 探討當(dāng)前全球電池產(chǎn)業(yè)、動(dòng)力鋰電等方面最為關(guān)鍵和重要的熱點(diǎn)話(huà)題（更高能量密度、高安全性、高質(zhì)量, 低成本、政府補(bǔ)貼退坡等）。

（3） 探討鋰離子電池體系以外其他的新型能源體系（如固態(tài)電池、鋰空電池、鋰硫電池、超級(jí)電容器, 燃料電池等）及其應(yīng)用。

飛納電鏡將攜臺(tái)式掃描電鏡能譜一體機(jī) Phenom ProX 出席 LBIS 2019，為大家?guī)?lái)飛納電鏡在鋰電池領(lǐng)域的解決方案。

鋰電池

目前市面上常見(jiàn)的鋰電池一般指的是鋰離子電池。鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu)，用一種非常精細(xì)而滲透性很強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。正極包括由鈷酸鋰（或鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等）及鋁箔組成的電流收集極。負(fù)極由石墨化碳材料和銅箔組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機(jī)電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和 PTC 元件（部分圓柱式使用），以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時(shí)保護(hù)電池不受損壞。如圖 1 所示。

圖1 鋰電池結(jié)構(gòu)示意圖

掃描電鏡觀察鋰電池材料

正極材料

鋰電池正極顆粒的形貌控制，材料的均勻性，批次的一致性關(guān)系到整個(gè)電池的性能與穩(wěn)定性。

通過(guò)掃描電鏡可以對(duì)一次顆粒的晶體的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)方向，晶粒大小、晶粒堆積方式進(jìn)行有效表征，通過(guò)根據(jù)這些信息調(diào)整生產(chǎn)工藝，可以?xún)?yōu)化電化學(xué)活性/惰性界面的面積、應(yīng)力釋放路徑、鋰離子擴(kuò)散路徑，從而提升電池的倍率性能、循環(huán)穩(wěn)定性。

二次顆粒是一次顆粒相互融合堆積形成的顆粒。通過(guò)掃描電鏡觀察一次顆粒的堆積密度、二次顆粒的形貌、二次顆粒的大小及分布。通過(guò)下一步生產(chǎn)工藝優(yōu)化，可以獲得最佳的材料加工性能、極片壓實(shí)密度，顆粒力學(xué)強(qiáng)度，從而提升電池的能量密度。

圖2 鋰電池正極材料的微觀形貌

如圖 2 所示，展示了鋰電池正極材料的微觀形貌，利用飛納電鏡景深大、 分辨率高的特點(diǎn)可以輕松獲取正極材料的直觀信息，如雜質(zhì)含量（AIM 自動(dòng)尋找)、表面形貌、 成分信息（EDS）等。

負(fù)極材料

鋰電池負(fù)極材料的顆粒大小將會(huì)對(duì)材料的堆積產(chǎn)生直接的影響，進(jìn)而影響到鋰離子的嵌入，導(dǎo)致電池性能衰退。顆粒的形狀，粒徑分布會(huì)影響漿料的流變特性。通過(guò)飛納臺(tái)式掃描電鏡和顆粒統(tǒng)計(jì)分析軟件，可以對(duì)顆粒的大小，形狀，粒徑分布進(jìn)行全方位的分析（圖3）。

圖3 飛納電鏡顆粒統(tǒng)計(jì)分析測(cè)量系統(tǒng)

圖4 石墨負(fù)極材料微觀形貌

電池隔膜

圖5 鋰電池隔膜微觀形貌

根據(jù)制造工藝不同，隔膜表面的孔洞孔徑介于 30 至 200 nm 之間，因此放大倍數(shù)需要 2 萬(wàn)-10 萬(wàn)倍。隔膜在電子束下很容易受到損傷，需要使用低電壓成像。飛納場(chǎng)發(fā)射臺(tái)式掃描電鏡可以滿(mǎn)足表征要求，對(duì)隔膜孔徑大小和孔洞均勻性實(shí)現(xiàn)有效表征，結(jié)合孔徑分析測(cè)量系統(tǒng)，可以對(duì)電池隔膜進(jìn)一步分析，獲得孔徑的屬性參數(shù)，如孔徑尺寸、長(zhǎng)軸短軸比等。

圖6 飛納電鏡孔徑分析測(cè)量系統(tǒng)

飛納電鏡與手套箱

鋰電池材料在檢測(cè)過(guò)程中，為了防止空氣與鋰電池材料的相互反應(yīng)，往往需要在惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行工作。氬（Ar）氣氣氛手套箱是最常用的隔絕空氣設(shè)備。飛納電鏡開(kāi)創(chuàng)了掃描電鏡在氬（Ar）氣氣氛手套箱內(nèi)進(jìn)行正常工作的先例。

小巧輕便的飛納電鏡可以輕松放進(jìn)手套箱狹小的空間中。掃描電鏡所有的操作都可以在手套箱內(nèi)進(jìn)行，樣品合成制備、制樣清理、觀察分析的全過(guò)程全部在手套箱中完成。

得益于飛納電鏡優(yōu)秀的電路防護(hù)設(shè)計(jì)，電鏡即使放置在充滿(mǎn)氬氣這種易電離氣體環(huán)境的手套箱中也可以完全正常工作。