【摘要】 在锂电池制造过程中，铜箔和铝箔作为关键的电极材料，其晶粒尺度大小对电池性能有着重要影响。

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在锂电池制造过程中，铜箔和铝箔作为关键的电极材料，其晶粒尺度大小对电池性能有着重要影响。为了准确测定这些材料的晶粒尺度，采用了cp制样、电解抛光、SEM扫描电镜以及EBSD测试等一系列技术手段。

 

八种不同的NCM晶粒形貌-图片源自网络

 

一、样品制备

铜箔和铝箔的表面处理是至关重要的第一步。通过cp制样技术，可以获得平滑且无划痕的表面，从而保证后续观察的准确性。而电解抛光则是一种有效的减薄材料表面的方法，它可以消除表面应力，提高样品的透明度，使晶粒结构更加清晰。

二、SEM扫描电镜观察

扫描电子显微镜（SEM）是一种常用的材料表面微观结构观察工具。通过SEM，可以观察铜箔和铝箔的表面形貌，了解晶粒的分布情况以及晶界结构。这些信息对于后续的EBSD测试以及晶粒尺度分析至关重要。

三、EBSD测试

电子背散射衍射（EBSD）是一种无损的晶体取向分析技术。通过EBSD测试，可以获取铜箔和铝箔中晶粒的取向信息，从而对晶粒尺度进行准确测定。EBSD测试结果不仅可以显示晶粒的大小，还可以揭示材料的织构特性，这对于理解材料的物理性能以及优化电池性能具有重要意义。

四、晶粒尺度分析

基于SEM和EBSD的观察结果，可以进一步分析铜箔和铝箔的晶粒尺度。通过统计大量的晶粒尺寸，可以计算出平均晶粒大小、晶界分布等关键参数。这些参数对于评估材料的电化学性能、机械性能以及电池的循环寿命具有重要价值。

通过cp制样/电解抛光+SEM扫描电镜+EBSD测试这一系列技术手段，可以准确测定锂电铜箔铝箔的晶粒尺度大小。这对于优化电池性能、提高电池寿命以及推动锂电池技术的发展具有重要意义。

 

锂层状正极材料常见6种晶面-图源自网络

 

测试适用范围

铜箔，铝箔

测试背景

铜箔/铝箔是锂离子电池的关键材料，直接影响锂离子电池的综合性能，强度高、缺陷少、表面粗糙度低、延展性好的10μm以下高性能电解铜箔在锂电铜箔发展中成为重要方向之一

测试概念

取向：晶体的取向定义为晶体的3个晶轴在样品坐标系（如轧板的RD-TD-ND）的相对方位。 晶粒大小：晶粒的尺度大小

测试原理

在扫描电子显微镜(SEM)中，入射于样品上的电子束与样品作用产生几种不同效应，其中之一就是在每一个晶体或晶粒内规则排列的晶格面上产生衍射。从所有原子面上产生的衍射组成"衍射花样"，这可被看成是一张晶体中原子面间的角度关系图。衍射花样包含晶系(立方、六方等)对称性的信息，而且，晶面和晶带轴间的夹角与晶系种类和晶体的晶格参数相对应，这些数据可用于EBSD相鉴定。对于已知相，则花样的取向与晶体的取向直接对应。

 

li初始沉积裸露铜箔上横截面-源自网络

 

相关文献

  • 锂离子电池铜箔和铝箔的晶粒尺度及织构研究[J]. 胡博,刘文娟,张世超,吴宇平. 电池工业, 2022(04)

  • 铜箔和铝箔在锂离子电池中的应用及研究进展[J]. 郭红霞,杨永辉,刘丽丽,吴艳. 轻金属, 2021(03)

  • 锂离子电池铜箔和铝箔的表面处理技术[J]. 胡博,刘文娟,吴宇平. 电池工业, 2021(01)

  • 锂离子电池铜箔和铝箔的晶体结构及织构分析[J]. 胡博,刘文娟,吴宇平. 电池工业, 2020(06)

  • 基于EBSD技术的锂离子电池电极材料晶粒取向与晶界特征分析[J]. 韩晓东,赵晓明,李阳,李泓昊,周瑞发. 电子显微学报, 2020(05)

这些文献资料涵盖了锂离子电池铜箔和铝箔的晶粒尺度、织构、表面处理技术等方面的研究，以及基于EBSD技术的电极材料晶粒取向与晶界特征分析。通过阅读这些文献，可以深入了解基于cp制样/电解抛光+SEM扫描电镜+EBSD测试测定锂电晶粒尺度大小的方法和意义，为相关研究提供参考。

技术团队由从事检测行业10年专家领队，团队成员100%硕博学历，平均新能源材料检测领域从业3年以上。团队致力于电池材料高水平测试与失效分析，帮助企业提升研发水平，推动产品研发成功。

 

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