引言

作為現代新能源領域的核心能量載體，鋰電池憑借能量密度高、循環壽命長、污染小、充放電效率高的突出優勢，已深度滲透到我們生活的方方面面——從便攜式電子設備（手機、筆記本電腦）到新能源汽車、儲能電站，再到航空航天、醫療設備等領域。鋰電池的核心組件主要分為五大類，正極、負極、電解液、隔膜、外殼，分工明確、協同工作，其性能表現直接決定了各類產品的續航能力、安全可靠性與使用壽命。本文將從多角度分享目前MICROINNO型號UFM-1000離子束切割拋光儀在鋰電池行業中的應用案例分享。

? 離子束電壓范圍0~10keV

? 離子束束流密度10mA/cm² 

? 離子槍角度調節-10°~+10°

? 最大拋光速率＞1mm/Hr（Si@8keV）

2.1正極材料分析

三元前驅體（Ni-Co-Mn氫氧化物）作為三元正極材料的核心前驅體，其微觀結構直接決定后續燒結后正極材料的電化學性能與結構穩定性，而截面形貌是解析其內部結構特征的關鍵切入點。氬離子拋光技術憑借非接觸式離子濺射的獨特優勢，可有效規避傳統機械拋光帶來的表面損傷、應力變形及研磨劑污染等問題，能制備出原子級平整、低損傷的截面樣本，為精準觀測三元前驅體粉末的內部微觀結構提供了可靠技術支撐。

 （a）NCM前驅體斷面SEM

（b）NCM前驅體顆粒內部空隙SEM

三元多晶正極在燒結、鋰化等制備過程中，易產生內部裂紋、晶粒團聚、相分離、孔隙異常等缺陷，這類缺陷僅通過表面觀測難以識別，卻會嚴重影響電池循環壽命與安全性能。氬離子拋光制備的高質量截面，可清晰暴露內部各類缺陷的位置、形態與分布規律——如晶界開裂、內部空心、雜相析出等，結合后續表征手段可精準分析缺陷成因，反推燒結溫度、保溫時間、鋰化比例等工藝參數的不合理之處，為三元多晶正極制備工藝優化提供直接支撐。

圖2 （a）三元多晶正極極片截面SEM

（b）三元多晶正極極片內部顆?？障禨EM

2.2負極材料分析

石墨作為鋰電池負極的主流材料，其截面微觀結構（如晶粒堆積狀態、層間排列、孔隙分布及充放電后嵌鋰形貌）直接影響鋰離子嵌入/脫嵌效率、循環穩定性及倍率性能。氬離子拋光憑借非接觸、低損傷、高精度的核心特點，相較于傳統機械拋光，在電池負極石墨截面制備中具有不可替代的優勢，可精準保留石墨材料原始微觀特征，為后續SEM、TEM、EBSD等微觀表征提供高質量樣本，支撐石墨負極的性能優化與工藝改進。

圖3 （a）石墨負極極片截面SEM

（b）石墨顆粒內部細節截面SEM

2.3隔膜材料分析

電池隔膜是鋰電池四大核心組件（正極、負極、電解液、隔膜）之一，雖不直接參與電化學反應，卻是保障鋰電池安全穩定運行的“核心屏障"與“離子通道"，其性能直接決定電池的循環壽命、倍率性能、安全性能及能量密度，被譽為鋰電池的“心臟瓣膜"。針對隔膜等溫度敏感材料，配合冷凍臺使用，可在低溫環境下完成切割，有效抑制熱損傷與結構變形，進一步保障樣品原始結構的完整性。

圖4 (a)聚烯烴類隔膜截面SEM

(b)陶瓷涂覆隔膜截面SEM

2.4全電池切割

全電池樣品（尤其是含電解液、鋰金屬或高活性電極材料的樣品）在空氣中易發生氧化、電解液揮發或組分變質，導致微觀結構失真，影響表征結果的真實性。該技術全程在真空環境下完成樣品轉移與切割，無需暴露在空氣或濕氣中，可有效避免氧氣、水分對樣品的侵蝕，防止電解液揮發、電極材料氧化及界面反應，完整保留全電池內部各組件的原始微觀形貌與化學狀態，確保后續表征數據能真實反映全電池的實際工作狀態。下圖為冷臺+真空轉移協同作用觀察循環后的硫化物全固態粉餅電池，可直接適配EDS元素分析、XPS表面表征、EBSD晶體取向分析等多種后續表征手段，實現全電池微觀結構、元素分布、相組成的同步分析，大幅提升表征效率，支撐全電池的研發、工藝優化與失效分析全流程。

圖4 (a)冷臺+真空轉移協同作用觀察循環后的硫化物全固態粉餅電池截面SEM

(b)硫化物全固態粉餅電池截面EDS分析

3、產品介紹