【摘要】 在电池材料领域,通过包覆来复合两种材料是一种常见的策略,可以充分利用两种材料的优势,扬长避短,获得具有更加优异电化学性能的新材料。

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首先,来了解一下钠电池正极材料的包覆层。为了提高正极材料的导电性、离子扩散速率以及稳定性,通常会对其进行包覆处理。包覆层的选择和厚度对电池性能有着显著影响,因此,对包覆层元素的分析显得尤为重要。

EPMA的工作原理是通过高能电子束与样品表面相互作用,激发出样品中的特征X射线。这些特征X射线的能量和波长与元素种类有关,因此,通过检测这些特征X射线,可以确定样品中元素的种类和含量。同时,利用EPMA的扫描功能,还可以获得元素在样品表面的分布情况,从而了解包覆层的均匀性和完整性。

在钠电池正极材料检测中,利用EPMA对包覆层元素进行分析具有以下优势:

高灵敏度:EPMA能够检测样品中微量元素的含量,为优化包覆层配方提供有力支持。

高分辨率:EPMA能够实现对样品表面的微观区域进行精确分析,有助于揭示包覆层的微观结构和性能。

多元素分析:EPMA可以同时检测多种元素,为全面了解包覆层元素组成提供便利。

通过EPMA对钠电池正极材料包覆层元素的分析,可以获得包覆层的元素组成、含量以及分布情况,进而评估包覆层对电池性能的影响。这有助于优化包覆层配方,提高钠电池的性能和稳定性。

 

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测试概念

在电池材料领域,通过包覆来复合两种材料是一种常见的策略,可以充分利用两种材料的优势,扬长避短,获得具有更加优异电化学性能的新材料。例如在材料表面包覆一层均匀的碳层,一方面可以提升材料的电导性,另一方面可以稳定材料在充放电过程中的体积变化进而提升其结构稳定性。所以对包覆层的元素进行研究,可以科学地研究掺杂、包覆以及浓度梯度化的改性效果,以及准确地对关键材料的质量工艺进行控制。使用电子探针(EPMA)微观检测十分重要,能够解决扫描电镜+能谱仪(SEM+EDS)在低浓度元素检测上的不足。

 

测试原理

电子探针的功能主要是进行微区成分分析。它是在电子光学和x射线光谱学原理的基础上发展起来的一种高效率分析仪器。用细聚焦电子束入射样品表面,激发出样品元素的特征x射线。分析特征x射线的波长(或特征能量)即可知道样品中所含元素的种类(定性分析)。分析x射线的强度,则可知道样品中对应元素含量的多少(定量分析)。电子探针仪镜筒部分的构造大体上和扫描电子显微镜相同,只是在检测器部分使用的是x射线谱仪,专门用来检测x射线的特征波长或特征能量,以此来对微区的化学成分进行分析。

因此,除专门的电子探针仪外,有相当一部分电子探针仪是作为附件安装在扫描电镜或透射电镜镜简上,以满足微区组织形貌、晶体结构及化学成分三位一体同位分析的需要。电子探针的镜筒及样品室和扫描电镜并无本质上的差别,因此要使一台仪器兼有形貌分析和成分分析两个方面的功能,往往把扫描电子显微镜和电子探针组合在一起。

 

测试资料

与SEM-EDS同为微区分析的电子探针显微分析仪(EPMA),在形貌观察的同时,更偏重元素成分的分析,在大束流激发源的加持下保证更好的信号激发,从而具有良好的微区分析灵敏度,在浓度梯度、表面包覆额和掺杂元素的表征上效果显著。

 

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测试结果

面扫:

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线扫:

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分析测试实验室

 

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