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復(fù)納科學(xué)儀器(上海)有限公司

臺(tái)式自動(dòng)化掃描電鏡在鋁箔檢測(cè)中的應(yīng)用

時(shí)間:2022-6-9 閱讀:1548
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對(duì)鋰離子電池來(lái)說(shuō),通常使用的負(fù)極集流體是銅箔,正極集流體是鋁箔。因?yàn)檎龢O電位高,而鋁的氧化電位高,表面致密的氧化膜對(duì)內(nèi)部的鋁也有較好的保護(hù)作用。銅箔在高電位下很容易被氧化,容易和 Li 發(fā)生反應(yīng)。并且低電位下的銅也相對(duì)穩(wěn)定,所以負(fù)極用銅箔材料,正極用鋁箔材料。
 

鋰電.png


壓延鋁箔是鋰電池鋁塑膜的核心材料,要求成分純度在 98% 以上。Al 表面會(huì)形成具有保護(hù)作用的致密氧化膜,如果 Al 箔的成分不純,會(huì)導(dǎo)致表面膜不致密而發(fā)生點(diǎn)腐蝕的現(xiàn)象,嚴(yán)重則會(huì)造成表面膜破壞,生成 LiAl 合金,進(jìn)而影響集流體的穩(wěn)定性。因此,對(duì)鋁箔的品質(zhì)把控,其微觀形貌的檢測(cè)是重點(diǎn)內(nèi)容之一,主要包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察和表面清潔度檢測(cè)。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察

鋁箔相對(duì)較薄,通常厚度在 6-15 微米之間。因此為了觀測(cè)鋁箔內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu),以確定內(nèi)部是否存在不良現(xiàn)象,通常需要對(duì)鋁箔進(jìn)行特殊的制樣處理。此時(shí),通常使用離子研磨儀對(duì)鋁箔進(jìn)行表面拋光處理,結(jié)合飛納臺(tái)式掃描電鏡,以觀察到 Al 真實(shí)的晶型情況。
 

SEM研磨.png


經(jīng)過(guò)離子研磨制樣處理后的鋁箔,可以清晰直觀地看出鋁箔內(nèi)部的結(jié)晶情況。

鋰電鋁箔-1.PNG

鋰電池用鋁箔(2,000X)

鋰電鋁箔-2.PNG

鋰電池用鋁箔(14,000X)

清潔度檢測(cè)

鋁箔表面異常種類(lèi)多樣,位置隨機(jī),如孔洞,劃痕,臟污等,這些不良會(huì)影響鋁箔的使用性能,因此需要對(duì)鋁箔進(jìn)行全面的清潔度檢測(cè)。

1. 手動(dòng)檢測(cè)孔洞
 

孔洞.PNG


2. 手動(dòng)檢測(cè)各種劃痕
 

IMG_1302.jpg


3. 手動(dòng)檢測(cè)油污
 

油污.JPG

油污 SEM 圖
 
對(duì)于油污等有機(jī)物的檢測(cè),除了需要使用掃描電鏡找到油污的位置外,還需要結(jié)合能譜的結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。

能譜面掃.PNG

油污能譜面掃結(jié)果

由于鋁箔表面異常類(lèi)型多樣,位置也具有隨機(jī)性,因此手動(dòng)檢測(cè)時(shí),通常需要具有豐富經(jīng)驗(yàn)的電鏡操作人員進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè),具有一定的誤檢、漏檢風(fēng)險(xiǎn)。

為了解決這一問(wèn)題,除了可以作為常規(guī)手動(dòng)分析的掃描電鏡,Phenom ParticleX 全自動(dòng)清潔度檢測(cè)系統(tǒng) ,基于掃描電鏡和能譜儀為硬件基礎(chǔ),可以對(duì)大面積范圍的鋁箔進(jìn)行自動(dòng)化的掃描、識(shí)別、分析,應(yīng)對(duì)孔洞、劃痕、異物顆粒等,可以提供快速、準(zhǔn)確和可靠的定量數(shù)據(jù)支持,此外,對(duì)于識(shí)別到的異常位置,可以一鍵回看,并支持導(dǎo)出詳細(xì)的數(shù)據(jù)報(bào)告。
 

px流程 (1).jpg


報(bào)告.png


以上圖片截取自一鍵獲取的數(shù)據(jù)報(bào)告。Phenom ParticleX 能自動(dòng)識(shí)別異常位置,分析內(nèi)容包含掃描電鏡(SEM)圖、能譜結(jié)果、分類(lèi)等。


截屏2022-06-09 10.36.52.png


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