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2025-01-21 09:33:41鋰電池材料的內部結構研究
鋰電池材料的內部結構研究主要聚焦于材料微觀層面的組成、排列及相互作用。通過高分辨電子顯微鏡、X射線衍射等技術，科學家可觀察材料內部的晶格結構、缺陷分布及元素分布。研究旨在揭示材料結構與性能間的關系，如提高能量密度、循環(huán)穩(wěn)定性等。此外，還探索新型材料結構，以期獲得更優(yōu)的鋰離子傳導路徑和存儲能力。這些研究對推動鋰電池技術進步、提升電動汽車及儲能系統(tǒng)性能至關重要。

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2022-04-06 16:12:38鋰電池材料的內部結構研究手段，你選對了嗎？（二）
【鋰電池電鏡制樣方法專題】鋰電池材料的內部結構研究手段，你選對了嗎？（二）--- 鋰電池隔膜基礎篇作者：包沈源 圖1 鋰電池結構示意圖最初，鋰電池正極(cathode)材料為鈷酸鋰，負極(anode)則是聚乙炔。隨后在1985年，根據(jù)Kenichi Fukui的前沿電子理論，研究者們使用鈷酸鋰和石墨作為正極和負極，以提升鋰電池的穩(wěn)定性。然而，在鋰電池量產(chǎn)前，首先需要解決電池過熱和過載的安全問題，而其中的關鍵點就在于隔膜(separator)。電池隔膜是放置在電池正極和負極之間的一種滲透膜（圖1），其主要作用是保持正極和負極分離，防止電池短路，同時隔膜也需要允許電荷載流子通過，以保證化學電池電路閉合。隔膜通常是一種具有微孔的聚合物膜，需要對電解液和電極材料具有一定的化學和電化學穩(wěn)定性，同時也需要有足夠的機械強度以承受電池組裝過程中的應力。Yoshino開發(fā)了微孔聚乙烯隔膜，以實現(xiàn)“保險絲”的功能。在電池內部異常過熱情況下，隔膜提供了一個關閉機制：微孔受熱融化閉合，阻斷電池內部載流子流動。在2004年，Denton及其同事研發(fā)了一種新型電活性聚合物隔膜，其具有過載保護功能，能夠通過控制載流子電位，可逆地切換絕緣和導體狀態(tài)。不同于其他技術，聚合物隔膜最初并非特意為電池而開發(fā)，由于該材料是當時技術淘汰下來的產(chǎn)品，因此能夠低成本大批量生產(chǎn)。隔膜材料包括非紡織的纖維材料：棉花、尼龍、聚酯、玻璃等；聚合物薄膜：聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯；陶瓷；天然材料：橡膠、石棉、木材。目前應用于電池隔膜的大部分聚合物都是半晶狀聚烯烴材料，包括聚乙烯、聚丙烯及其混合物。近期，研究者們嘗試使用接枝聚合物來改善電池性能，其中包括：微孔聚甲基丙烯酸甲酯和硅氧烷接枝聚乙烯隔膜，相比于傳統(tǒng)的聚乙烯隔膜他們展現(xiàn)出更好的表面形貌和電化學性能。另外，聚偏二氟乙烯納米纖維網(wǎng)被應用于隔膜材料，可以同時改善離子導電和形貌穩(wěn)定性。 圖2 Leica EM TIC3X三離子束研磨儀，配置冷凍切割樣品臺 對于使用電子顯微鏡觀察鋰電池隔膜形貌，分析其化學成分的表征，正確的電鏡制樣方法是決定最后結果準確性和真實性的關鍵步驟。由于目前使用的鋰電池隔膜基材多為高分子聚合物材料，并且表面大多經(jīng)過無機物或者有機物修飾。對于處理這種對溫度及其敏感，并且具有復雜的多層結構的樣品，需要注意整個樣品制備過程中可能引起的熱損傷和應力損傷。Leica EM TIC3X冷凍離子束切割技術是目前解決上述問題的最優(yōu)方案之一(圖2)。其主要得益于EM TIC3X以下特點：Leica TIC3X獨特的鞍形場散焦離子源，能夠大幅度降低甚至避免離子束切割過程中，對樣品造成的熱損傷，展現(xiàn)出最真實的表面形貌結構Leica TIC3X配置的冷凍切割樣品臺及其主動式液氮泵，能夠實現(xiàn)大范圍、精準溫控(30°C ~ -160°C)，保證樣品加工過程的溫度，有效抑制熱損傷的產(chǎn)生Leica TIC3X冷凍切割樣品臺配有體視顯微鏡，能夠通過三軸精確調節(jié)樣品位置，方便用戶進行精準定位，并在加工過程中實時確定樣品狀況，及時調整加工參數(shù) 圖3 (a)和(b)，以及(c)和(d)分別為Leica EM TIC3X常溫以及冷凍離子束切割所得的鋰電池隔膜截面SEM圖像 如圖3所示，我們嘗試使用常溫和冷凍離子束切割，加工隔膜樣品，以分析溫度對于該類樣品的影響。如圖3(a)和(b)所示，盡管使用較低的加速電壓(4kV)，并在加工過程中增加休息時間，輔助樣品散熱，但是最后隔膜表面還是存在很嚴重的熱損傷，只能看到融化的表面，無法觀察到隔膜的孔道結構。而使用冷凍切割樣品臺后，我們就能夠增大加速電壓(加速電壓5kV，加工溫度-50°C)，不間斷地加工樣品，所得隔膜截面平整無污染 (圖3(c)和(d))，孔道結構清晰可見，未觀察到熱損傷現(xiàn)象。上述結果表明，鋰電池隔膜樣品對離子束切割過程中溫度及其敏感，不合適的加工條件會造成熱損傷，引起嚴重的表明結構形變。Leica EM TIC3X冷凍切割樣品臺能夠精確地控制樣品加工過程中的溫度，避免熱損傷的產(chǎn)生，得到最真實可靠的樣品截面形貌結構。 相關產(chǎn)品：Leica EM TIC3X三離子束研磨儀
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2022-03-23 13:42:46鋰電池材料的內部結構研究手段，你選對了嗎？（一）
徠卡LSR 武素芳鋰電池是最成功的商業(yè)化電化學產(chǎn)品，廣泛應用于電子產(chǎn)品，電器，網(wǎng)格存儲，汽車，發(fā)電站等生活的各個方面。然而，鋰電池還有很多的性能需要改善，例如能量密度，循環(huán)能力，存儲能力，安全性等等，正因如此，我們需要了解電池的內部結構。        鋰電池的內部結構非常復雜，為了改進性能，可以用多種表征手段來揭示電池內部的充放電行為，鋰電池內部的結構改變有多個維度，包括原子級晶體結構的改變，固態(tài)電解質界面（SEI）生長，微米級電極顆粒破碎，宏觀上電池膨脹等，這些變化都會影響電化學性能，成像技術給出的鋰電池的2D或3D的空間分辨率，可以幫助研究人員分析失敗機理，提高鋰電池實際使用性能。比如，在“鋰電池中電極材料裂紋結構制備及其電化學性能研究”②中，作者將NCM材料（三元正極材料）作為研究對象，即含有Li、Ni、Co、Mn和O的材料，用徠卡三離子束切割儀EM TIC3X切割材料粉末，看內部裂紋結構（圖1）。 圖1.NCM不同壓實密度內部孔道分布及結構示意圖 電子束成像技術（EM）目前來說是鋰電池成像里使用最多的。電子束德布意耳波長小于10-10m，主要是樣品和電子束相互作用激發(fā)一系列的X-射線，電子信號。電鏡成像可以到達原子級別，可以輕松獲得元素分布圖，化學價位分析和3D重構。電鏡分辨率可達0.05nm,可以很容易揭示鋰電池原子級的催化和儲能的機理。但是電鏡也有自身限制：1）電子束工作需要高真空，不利于電解液的研究；2）電子束和輕質元素相互作用弱，不太容易獲得鋰離子；3）透射電子束對電極材料的穿透深度一般在10-6m，當鋰電池電極顆粒大于10-5m時，則不太合適；4）高能電子束可能會損傷樣品。但這里有其他的解決方案，原位電鏡，冷凍電鏡，3D重構。    冷凍電鏡首先是應用在生物大分子中，最大優(yōu)點是保持樣品的結構真實性。此方法的發(fā)明者們在2017年獲得了諾貝爾化學獎。這項技術在固態(tài)電池研究中，可直觀看到鋰枝晶的形成，SEI的結構，還有在樣品制備和電子束輻照中容易受影響的部分。和傳統(tǒng)的電鏡技術相對比，冷凍電鏡有兩個顯著特點：低溫，低電壓。在樣品準備，轉移和測試過程中，都需要在極低的溫度(?170 °C)下進行，樣品的脆弱結構被凍住并得到保存，同時，冷凍電鏡測試中電子束強度遠低于常規(guī)電鏡，減少了樣品的損傷。①    近年來，徠卡電鏡制樣設備為鋰電池材料內部結構研究提供助力，在國內外多個頭部鋰電池材料高校研究所，企業(yè)實驗室檢測部門，都有徠卡制樣的身影。  徠卡電鏡制樣產(chǎn)品全家福 在接下來的內容中，我們會先后介紹徠卡制樣設備在正極材料，負極材料，隔膜材料，固態(tài)電池等方面案例。  在“鈷酸鋰雙晶界裂紋降解的原子機理”一文中，作者使用徠卡EM TIC 3X做截面切割后，采用EBSD統(tǒng)計鈷酸鋰，孿晶比例超過40%。孿晶界是一種缺陷，在晶界處容易產(chǎn)生裂紋，主要包括解理裂紋和分解裂紋。文章里面對這兩種裂紋的形核和生長機制做了詳細的分析。③ 圖2.孿晶界的EBSD圖示及晶向  在“鈷酸鋰多元素摻雜方法極大提高其電化學性能”一文中，作者采用徠卡三離子束EM TIC 3X切割循環(huán)后的極片，并作SEM形貌分析④ 圖3.循環(huán)后極片的離子束切割SEM圖片示意圖 在“納米結構和開孔顆粒形態(tài)對鋰離子電池的電極加工及電化學性能”一文中，作者采用徠卡三離子束EM TIC 3X切割不同孔隙度極片，并作電鏡觀察及EDS分析：⑤ 圖4.離子切割壓延電極的掃描電鏡圖片 為什么說徠卡三離子束設備適合正極材料的加工呢？這和它的功能和設計是分不開的。徠卡三離子束設備EM TIC 3X可以常溫，可以冷凍，也可以真空傳輸或冷凍傳輸，根據(jù)加工需要，可隨時隨地升級變身新功能。在鋰電池正極材料看平整斷面時，通常使用常溫加工，標準樣品臺即可滿足通常需要；若測試樣品數(shù)量多，則可選擇三樣品臺，一次放三個樣品，到預設定時間后，取出即可；若樣品中鋰及其化合物含量高，短時間也不可以接觸空氣，或高鎳正極材料，不能短時間接觸空氣，則可選擇真空傳輸，全程真空裝載加工樣品，且加工完畢可真空轉移至電鏡中實現(xiàn)最終觀察。 圖5.徠卡三離子束設備EM TIC 3X結構及樣品臺功能選項示意圖徠卡三離子束設備采用鞍型場槍設計，對于正極材料非常友好，鞍型場槍能量分散，對于一個點，熱量低，特別適合摻雜不耐熱樣品或循環(huán)對比實驗。循環(huán)實驗中，使用后的電極中往往會摻入部分有機物，此時的低熱加工，對樣品來說再合適不過。此類槍由于設計時沒有磁場的引入，對于電池材料的粉體原料或電極的掉粉問題，不會產(chǎn)生吸附現(xiàn)象，極大延長了槍的維護周期。  如果您需要了解此設備的信息或者需要了解樣品制備方法，無論是電池哪一部分，均可隨時跟我們聯(lián)系并作交流。 參考文獻：[1] Zhe Deng, Xing Lin, Zhenyu Huang, Jintao Meng, Yun Zhong, Guangting Ma, Yu Zhou, Yue Shen, Han Ding, and Yunhui Huang. Recent Progress on Advanced Imaging Techniques for Lithium-Ion Batteries. Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2000806[2] Performance Guangxin Li, Ya Wen, BinBin Chu, Longzhen You, Lingfeng Xue, Xiang Chen,Tao Huang, and Aishui Yu. Comparative Studies of Polycrystal and Single-CrystalLiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 in Terms of Physical and Electrochemical Performance. ACS SustainableChem. Eng. 2021, 9, 11748?11757[3] Yuyuan Jiang, Pengfei Yan, Mingchao Yu, Jianming Li, Hang Jiao, Bo Zhou, Manling Sui.Atomistic mechanism of cracking degradation at twin boundary of LiCoO2. Nano Energy 78(2020) 105364[4] Xing-Qun Liao, Pan-Li Ren, Chang-Ming Zhang, Zhou-Lan Yin, Guo,Cong Liu and Jin-Gang Yu. Highly improved electrochemical performances of LiCoO2 via a multi-element co-doping strategy. New J. Chem., 2021, 45, 5596.[5] Marcus Mu?ller, Luca Schneider, Nicole Bohn, Joachim R. Binder, and Werner Bauer. Effect of Nanostructured and Open-Porous Particle Morphology on Electrode Processing and Electrochemical Performance of Li-Ion Batteries. ACS Appl. Energy Mater. 2021, 4, 1993?2003相關產(chǎn)品：徠卡三離子束EM TIC 3X了解更多徠卡電鏡制樣的信息：https://www.leica-microsystems.com.cn/cn/products/electron-microscope-sample-preparation/
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2025-08-26 09:40:28便攜式三元鋰電池分析儀的原理是什么？
手持式三元鋰電池光譜分析儀【XRF-SL1】檢測Ni鎳、Co鈷、Mn錳等元素及含量，快速區(qū)分材料類型(如622型、532型、111型鋰電池)，正極負極，鋰電池，鉛酸電池，磷酸鐵鋰動力電池，高倍率動力電池，三元動力電池、軟包電芯，18650鋰電芯、聚合物動力電芯，鋁殼電芯，平板電池，拆機良品電池電芯，電動車電池組等。在勘探電池用金屬的應用中，與實驗室中的傳統(tǒng)XRF設備相比，便攜式XRF分析儀不僅可以更快地提供可靠的數(shù)據(jù)，使勘探人員做出正確的決策，而且可以對樣本進行篩選，以便為實驗室分析提供更合適的樣本，從而有助于降低勘探成本，并提高投資回報率。便攜式XRF分析儀可以對樣本進行篩查，以確定適當?shù)臉颖具M行分析。這種對樣本的準備工作可使便攜式XRF分析儀獲得接近于實驗室分析結果的優(yōu)質定量性數(shù)據(jù)。
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2025-03-25 13:30:12壓力傳感器的特性研究怎么做？
壓力傳感器的特性研究 壓力傳感器是現(xiàn)代工業(yè)、自動化和智能化系統(tǒng)中不可或缺的關鍵元件。它們通過精確的測量和轉換壓力信號為電信號，廣泛應用于航天、汽車、醫(yī)療、能源、制造等領域。隨著技術的不斷進步，壓力傳感器的性能和應用場景也得到了顯著拓展。本文將詳細探討壓力傳感器的基本特性、工作原理以及其在實際應用中的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，旨在為相關行業(yè)提供科學的參考和指導。 壓力傳感器的核心特性可以從多個方面進行分析。傳感器的靈敏度是評價其性能的關鍵指標之一。靈敏度指的是傳感器對壓力變化的響應能力，靈敏度越高，傳感器對于微小壓力變化的感知能力越強。這一特性對于需要精確控制的工業(yè)過程至關重要，例如，在醫(yī)療設備中，的壓力監(jiān)測可以幫助及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，保障患者安全。 測量范圍是壓力傳感器的另一重要特性。不同的應用場景對壓力傳感器的測量范圍要求不同。在一些高壓環(huán)境下，如石油鉆井作業(yè)，壓力傳感器需要具備超高壓力測量能力；而在一些低壓環(huán)境下，傳感器則需要能夠精確感知細微的壓力波動。因此，選擇合適的測量范圍，確保其能夠覆蓋應用場景中的壓力變化，是傳感器選型時的重要考慮因素。 除了靈敏度和測量范圍，溫度穩(wěn)定性也是影響壓力傳感器性能的關鍵因素之一。溫度的變化會導致傳感器內部材料的物理性質發(fā)生變化，進而影響傳感器的準確性。為了提高溫度穩(wěn)定性，許多現(xiàn)代壓力傳感器采用了先進的補償技術，如溫度補償電路，以確保在不同溫度條件下能夠維持其高精度的測量性能。對于一些特殊應用，如航空航天領域，溫度波動極大，要求壓力傳感器具備極高的溫度穩(wěn)定性，以確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。 抗干擾能力是壓力傳感器性能的又一重要方面。在實際應用中，外部環(huán)境往往會產(chǎn)生各種干擾信號，如電磁干擾、機械振動等，這些干擾可能影響傳感器的準確測量。為了減少干擾，許多壓力傳感器采用了特殊的屏蔽設計或使用先進的數(shù)字信號處理技術，以確保傳感器能夠穩(wěn)定工作，避免因環(huán)境因素導致測量誤差。 在實際應用中，壓力傳感器的長期穩(wěn)定性和可靠性也是至關重要的。許多行業(yè)中的設備要求傳感器在長期運行中保持高精度和穩(wěn)定性，尤其是在高溫、高壓、腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境下。為了提高傳感器的長期可靠性，廠家通常會通過嚴格的測試和質量控制，確保其能夠適應各種復雜的工作環(huán)境。 壓力傳感器的性能直接影響到工業(yè)過程的效率和安全性。隨著科技的發(fā)展，壓力傳感器的技術不斷創(chuàng)新，各種新型材料和新型設計方案被應用于傳感器的制造過程中，以滿足更加苛刻的應用需求。未來，隨著工業(yè)自動化、智能化水平的提高，壓力傳感器將在更多領域發(fā)揮更加重要的作用。 壓力傳感器的特性研究為我們提供了一個深入理解其性能及應用的視角。通過不斷優(yōu)化其靈敏度、測量范圍、溫度穩(wěn)定性、抗干擾能力及長期可靠性，未來的壓力傳感器將能夠在更多的工業(yè)場景中發(fā)揮更加重要的作用。
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2023-07-05 10:58:55復合相變材料與液冷耦合的動力電池熱管理系統(tǒng)的研究
HS-TGA-103熱重分析儀主要由加熱系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。在測試過程中，樣品被放置在加熱系統(tǒng)內，通過溫度控制系統(tǒng)進行升溫。同時，稱重系統(tǒng)監(jiān)測樣品的質量變化，并將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行分析。通過測量樣品質量隨溫度的變化，熱重分析儀能夠揭示材料的熱穩(wěn)定性和動力學行為等信息。復合相變材料與液冷耦合的動力電池熱管理系統(tǒng)的研究【南昌大學 劉自強】復合相變材料與液冷耦合的動力電池熱管理系統(tǒng)的研究上海和晟 HS-TGA-103 熱重分析儀
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高血壓腦出血外科干預
低水溶性化合物TOC分析
拉曼在線監(jiān)測
紫外-可見光光譜分析
離心分離制備技術
便攜式車載排放測試系統(tǒng)
LabX實驗室軟件
賽默飛Vanquish液相色譜
智能定位無刷馬達動平衡機
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CPEC310閉路渦動系統(tǒng)
便攜式排放分析系統(tǒng)
多參數(shù)水質重金屬檢測儀
金剛石拋光液
相位型調制器
俄歇電子能譜(AES)
全光譜光學技術
激光驅動白光光源
CIC-D300離子色譜儀
掃描電鏡自動化
胺類化合物胺類化合物
大氣汞監(jiān)測網(wǎng)絡
鋰電池材料的內部結構研究
凝膠滲透色譜(GPC)
數(shù)字實驗室生態(tài)系統(tǒng)
振動光譜結合電化學進行電池研究
水冷氙燈老化箱
CIC-D150離子色譜儀
電子顯微鏡高端設備
光譜電化學測試工具
785nm拉曼光譜表征眼科材料
安全帽電絕緣性能測試儀
小內徑管道反應器
石墨烯材料
鎢燈絲掃描電子顯微鏡
鋰電池電極制造