在提升光伏電池的生產工藝和相關研究中,SEM掃描電鏡發揮著巨大作用。光伏電池是一種將太陽光能直接轉換為電能的光電半導體薄片。目前商業化大規模生產的光伏電池主要以硅電池為主,分為單晶硅電池、多晶硅電池和非晶硅電池。在光伏電池實際制備過程中,為了進一步提高電池的能量轉換效率,通常會在電池表面制作一層特殊的絨面結構,用絨面做成的電池稱為“絨面電池”或“無反射”電池。
具體來說,這些太陽能電池表面的絨面結構通過增加照射光在硅片表面的反射次數,提高光的吸收率,不僅可以降低表面的反射率,還能在電池的內部形成光陷阱,從而明顯地提高太陽能電池的轉換效率,這對于提高現有硅光伏電池的效率和降低成本有重要意義。SEM與生長設備互聯應用,可以避免外界雜質、空氣、水對生長薄膜的形貌、能譜、發光特征的影響。SEM與測試/工藝設備互聯應用,可以通過刻蝕作用,去除表面氧化層/污染層,測量樣品本征發光和元素分布的性質。
我們公司作為電池材料檢測技術領域的先導者,將SEM掃描電鏡檢測技術應用于電池材料的研究和開發中,為客戶提供高質量、準確的檢測服務。我們會繼續秉持“客戶至上”的服務理念,不斷拓展業務領域和提升服務質量。 我們的SEM掃描電鏡技術可以幫助客戶評估電池材料的壽命和循環穩定性。數據準SEM掃描電鏡單層PE隔膜厚度檢測測定
近年來SEM掃描電子顯微學分析技術已經成為表征電池材料的主要手段,掃描電子顯微鏡(SEM) 作為顯微鏡的重要分支,具有放大倍率寬、適用樣品廣、立體 成像效果好和綜合分析能力強等優點,在表征形貌、輔助機理研究以及分析微區元素組成等方面有獨特的優勢,一定程度上彌補了上述顯微鏡的不足。
在電池研究中,原位SEM是一種非常有效的方法,使研究人員能夠觀察鋰電池的運行情況,為電池循環中涉及的關鍵過程提供關鍵定量化的信息。例如,通過檢查鋰枝晶的生長和SEI層的形成-破裂等現象,原位SEM有助于提高我們對電池行為的理解。此外,該技術已被用于研究溫度、濕度、電解液、運行時間和電極結構等變量對電池性能的影響,為開發新型電池材料和設計靈敏檢測系統提供了重要信息。
電池是由電極、電解質與隔膜等材料組成,能將化學能轉化成電能的裝置。SEM是電池材料形貌表征便捷的表征手段之一,能清楚地反映和記錄材料的三維形貌特征,粉末、塊狀、片狀的電極材料均可用SEM進行直接觀察,獲得不同放大倍數的圖像。總之,我們使用先進的儀器和設備對電池材料進行全方面的檢測和分析并采取一系列措施來解決可能出現的問題,我們的專業知識和經驗可以幫助您在電池研發過程中取得成功。 高效SEM掃描電鏡+CP錳酸鋰晶界界限測試檢測我們擁有先進的SEM掃描電鏡設備和技術,能夠高效、準確地分析各類電池材料的微觀特征。
質子交換膜形貌(厚度)觀察
客戶需求
在電池使用過程中,若出現電壓異常、阻抗異常、輸出功率大幅降低等問題時,則會使質子交換膜的形貌出現厚度不均勻或涂層剝落等情況,進而引發電池內部化學反應的不穩定,影響電池的性能和壽命,因而對質子交換膜形貌的觀察和分析是值得且必須要做的。
解決方案
為了確定問題的根源,我們可以采用質子交換膜形貌(厚度)觀察的方法。先用離子束研磨(CP)對極片、粉末和隔膜的截面切割,在原子層面上對樣品進行表面剝離,從而獲得干凈整潔、組織清晰、沒有劃痕及雜質干擾和應力損傷層的截面樣品。后用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察質子交換膜的形貌、顆粒尺度、涂層、元素摻雜情況等信息,兩種方法結合可以初步判斷電池的質量和壽命。
檢測結果
形貌:氬離子束切割(CP)+SEM
在鋰電池四大材料中,負極材料的技術相對成熟。通常將鋰電池負極材料分為兩大類:碳材料和非碳材料。其中碳材料又分為石墨和無定形碳,如天然石墨、人造石墨、中間相碳微球、軟炭(如焦炭)和一些硬炭等;其他非碳負極材料有氮化物、硅基材料、錫基材料、鈦基材料、合金材料等。
鋰離子電池的主要構成材料包括電解液、隔離材料、正負極材料等。正極材料占有較大比例(正負極材料的質量比為3: 1~4:1),因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。在正負極中間則是電池電解液和隔膜。
我們實驗室提供鋰電池電極材料的掃描電鏡觀察、顆粒尺寸、孔徑測量的測試服務:鋰電池正極材料、負極材料的顆粒尺寸會影響到鋰電池的電化學性能,電極材料的粒徑和形貌可通過SEM測試觀察,有助于系統研究顆粒尺寸及電化學性能的關系。
我們擁有80余臺大中型儀器設備,總價值超2億元,涵蓋了電池材料測試的各個方面。這些儀器可以滿足各種不同的測試需求,包括成分分析、物理性質測試、化學性能評估等等。我們的團隊以客戶需求為中心,提供專業化、定制化、個性化方案,建立完善的服務流程和溝通機制,全程跟蹤大客戶的需求和反饋,及時解決問題和提供支持。 在SEM掃描電鏡的幫助下,我們能夠迅速識別電池材料中的各種缺陷,幫助客戶改進產品質量。
SEM背散射技術還能夠提供樣品的成分信息及分布情況。背散射電子攜帶有樣品的成分信息,原子序數大的元素比原子序數輕的元素背散射電子信號更強,在背散射圖像中體現為更亮的區域,所以圖像的襯度差異能體現不同元素組分的分布情況,尤其適用于相對原子質量相差較大的金屬合金樣品。
慶熙大學Joa等為了減小鋅電極在液體電解質環境下的副反應,將鋅(Zn)和鉍(Bi)摻雜并球磨,通過觀察球磨產物背散射圖像里的襯度差異,來證實Zn-Bi合金電極的成功制備(亮區為Bi,暗區為Zn)。掃描電鏡工作環境對真空度要求較高,圖像質量受電池材料本身性質制約( 如導電性、磁性、熱敏性、易揮發等) ,缺乏觀察材料內部結構的能力,這都在一定程度上限制了它的功能和應用。
聚焦離子束-掃描電子顯微鏡雙束系統(FIB-SEM)可以實現材料微納米尺度上的精細加工;掃描透射電子顯微鏡(STEM)既可以獲知材料的表面信息又可以探測材料的內部結構;環境掃描電鏡(ESEM)可以對不導電、含水的樣品進行直接觀察,保留樣品的真實性。
我們擁有20個自營實驗室,這些實驗室配備了80余臺大中型儀器設備,總價值超過2億元。因此可以根據客戶需求進行定制化服務,滿足不同企業的特定需求~ 我們的SEM掃描電鏡技術能夠檢測電池材料中的雜質和異物。數據準SEM掃描電鏡單層PE隔膜厚度檢測測定
我們的SEM掃描電鏡檢測技術可以幫助客戶優化電池材料的設計和制造過程。數據準SEM掃描電鏡單層PE隔膜厚度檢測測定
負極材料的孔徑分布是指不同孔徑的孔在材料中的分布情況。這些孔可以是閉孔、開孔或介孔。一般來說,具有較窄孔徑分布的材料具有更好的電化學性能。在電池充放電過程中,鋰離子需要穿過負極材料的孔徑。如果孔徑過小,鋰離子穿過時會受到較大的阻力,導致電池的充放電速率降低。相反,如果孔徑過大,鋰離子穿過時可能會在材料表面發生副反應,導致電池的循環壽命縮短。因此,合理的孔徑分布可以平衡充放電速率和循環壽命,提高電池的整體性能。
我們的SEM掃描電鏡技術能夠通過高分辨率的圖像獲取和分析電池材料的微觀結構和表面特征。這意味著我們可以幫助您發現并解決電池材料中的缺陷、污染或不均勻性等問題,從而提高電池的性能和壽命。
除了解決用戶的痛點,我們也關注提升自己的專業度。我們實驗室通過ISO9001質量管理體系,CMA國家計量認證,團隊主要成員均來自美國密歇根大學,卡耐基梅隆大學,瑞典皇家工學院,浙江大學,上海交通大學,同濟大學等海內外名校。累計服務超50萬客戶,并與包括世界500強企業在內內的5000家達成合作,平均每4.5天就有企業借助科學指南針的分析檢測結果推動產品研發。 數據準SEM掃描電鏡單層PE隔膜厚度檢測測定
科學指南針行業解決方案部門利用完善設備,結合現代分離分析技術,能在多個技術領域解決當下企業在產品研發和生產過程種面臨的各種復雜問題。
新能源(整包電池、正負極材料、電解液、隔膜、輔材)等專業相關領域十年以上經驗的老師精心指導,分析質量有保證!對常規測試項目數據進行分析處理,綜合數據和需求給出結果報告。
也提供其他常規測試服務項目包括:能譜類、電鏡類、熱分析類、吸附類、波譜類、光譜類、色譜質譜類、電化學類、粒度/顆粒分析類、流變/粘度類、水分測試類、元素分析類、力學性能、電磁學性能測試、物性測試等類目。