【摘要】 利用氩离子抛光技术,又称CP截面抛光技术,对材料样品截面进行轰击,以获得平整的抛光截面,同时配合扫描电子显微镜(SEM)完成对样品内部结构微观特征的观察和分析。

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氩离子抛光（CP）

氩离子抛光是一种表面处理技术，它通过高能氩离子束轰击样品表面，去除表面的一层材料，暴露出内部的结构。这种技术特别适用于制备截面样品，如锂离子电池的正极极片，以观察其内部结构和厚度。

 

氩离子抛光（CP）

 

扫描电子显微镜（SEM）

扫描电子显微镜是一种高分辨率的成像技术，它通过聚焦的电子束扫描样品表面，收集从样品表面发射的次级电子，从而生成样品的表面形貌图像。结合氩离子抛光处理，SEM可以用于观察和分析正极极片截面的微观结构和厚度。

 

测试概念

正极极片截面微观形貌是截面微观几何特性的直观表现,观察微观截面形貌的同时也可进行物质微区成分分析。它描述了截面所具有的各种微观几何形状信息,是研究电池正极材料性能和电化学反应机制的重要参数之一。通过对极片层级精细化微观结构有利于提升电池性能,是一种有效的提升性能的电池设计手段。

 

厚度形貌检测

 

测试原理

利用氩离子抛光技术,又称CP截面抛光技术,对材料样品截面进行轰击,以获得平整的抛光截面,同时配合扫描电子显微镜(SEM)完成对样品内部结构微观特征的观察和分析。通过对截面的形貌观察,可以看到极片各层的厚度、孔隙分布、颗粒的分布情况、颗粒大小情况和循环后的颗粒的裂纹、缺陷等,从而进一步研究电池极片的真实的内部结构对电性能的影响。这些分析方法对于材料性能的研究和改进具有重要的指导作用。

 

元素分布

 

测试资料

锂离子电池正极极片中的活性物质常常经历许多的不可逆的物现化学和机械过程,电池循环后极片厚度以及截面形貌可能会发生裂纹,极片越厚,锂离子传导距离增加,裂纹增多等都影响电化学性能。观察电池极片的真实的内部结构,测量极片厚度、孔隙度,可以依据孔隙度判断锂电池材料的吸液性,进而判断锂电池材料的循环寿命,这就是解剖锂电池材料极片截面研究内部结构和孔隙度的观察意义所在。

 

参考文献

  • "Argon ion milling for cross-sectional scanning electron microscopy of solid-state materials: a review." Journal of Materials Science, 2014, 49(21), 7351-7370.这篇综述文章全面介绍了氩离子抛光在固态材料截面制备中的应用，包括其原理、设备、技术参数以及在不同材料体系中的应用。

  • "Evaluation of lithium-ion battery cathode material microstructures by focused ion beam cross-sectioning and scanning electron microscopy." Journal of Power Sources, 2011, 196(16), 6677-6683.这篇文章使用聚焦离子束（FIB）切割和SEM技术评估了锂离子电池正极材料的微观结构，包括颗粒大小、形貌和截面厚度等。

  • "Cross-sectional SEM imaging of lithium-ion battery electrodes: A review." Journal of Materials Science, 2019, 54(20), 12703-12721.这篇文章综述了使用截面SEM成像技术来研究锂离子电池电极材料的最新进展，包括样品制备方法、截面形貌观察以及厚度测量等。

  • "Argon ion milling for high-resolution cross-sectional SEM imaging of lithium-ion battery electrodes." Microscopy and Microanalysis, 2017, 23(S1), 1140-1141.这篇文章介绍了使用氩离子抛光技术为锂离子电池电极的高分辨率截面SEM成像做准备的方法，并讨论了抛光参数对截面形貌的影响。

  • "Imaging and analysis of lithium-ion battery materials using scanning electron microscopy." Materials Characterization, 2016, 118, 248-261.这篇文章概述了使用扫描电子显微镜（SEM）来成像和分析锂离子电池材料的方法，包括截面样品的制备、观察以及厚度测量等。

 

分析测试实验室

 

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