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全国电化学制造技术论坛是系列会议论坛,由中国化学会主办,旨在推动本领域技术的深度交流,促进创新和产业化发展。

全国电化学制造技术论坛 2018 将围绕技术发展、工业应用以及需求趋势等展开专题讨论和交流,努力推动新成果转化。

会议时间:2018年11月30日 - 12月2日
会议地点:辽宁省友谊宾馆

 

电化学

电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成,也可利用高压静电放电来实现(如氧通过无声放电管转变为臭氧),二者统称电化学,后者为电化学的一个分支,称放电化学。由于放电化学有了专门的名称,因而,电化学往往专门指“电池的科学”。

电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。

电化学制造是基于电化学原理与方法,进行产品、器件和材料的制备与制造,具有突出的技术优势和不可替代性。

 

飞纳台式扫描电镜在电池领域的应用

•  隔膜: 陶瓷隔膜
•  正极材料: 三元材料
•  负极材料: 石墨
•  改性材料: 石墨烯、碳管
•  电池外壳
•  质量控制
•  缺陷分析

正极材料

锂电池正极颗粒的形貌控制、材料的均匀性和批次的一致性关系到整个电池的性能与稳定性。通过飞纳电镜,可以对颗粒晶体的生长方向、晶粒大小和晶粒堆积方式进行有效表征,通过这些信息调整生产工艺,优化电化学性/惰性界面的面积、应力释放路径、锂离子扩散途径,从而提升电池的倍率性能和循环稳定性。

 

  

锂电池正极材材料                                                      锂电池截面:离子研磨

 

负极材料

锂电池负极材料的颗粒大小将会对材料的堆积产生直接的影响,进而直接影响到锂离子的脱嵌,从而影响到电池性能。颗粒的形状,粒径分布会影响浆料的流变特性。通过飞纳台式扫描电镜和颗粒统计分析软件,可以对颗粒的大小,形状,粒径分布进行全方位的分析。

 

  

锂电池负极材料

 

  

颗粒统计分析测量系统

 

电池隔膜

根据制造工艺不同,电池隔膜表面的孔洞孔径介于 30 至 200 纳米之间,因此放大倍数需要 2 万- 10 万倍。电池隔膜在电子束下很容易受到损伤,所以需要使用低电压成像。飞纳场发射台式扫描电镜可以满足表征要求,对隔膜孔径大小和孔洞均匀性实现有效表征。

 

  

电池隔膜                                                                        陶瓷隔膜 

 

通过飞纳电镜的孔径分析测量系统,还可对电池隔膜进一步分析,获得每个孔径的属性参数,如孔径尺寸、长轴短轴比等。

 

  

孔径统计分析测量系统

 

改性材料

 

  

石墨烯

 

  

碳纳米管

 

飞纳电镜与手套箱的结合

在手套箱众多行业的应用中,传统的方法始终难以避免将样品从手套箱中取出,再放到实验器材中观察分析。对于检测空气敏感型样品,如锂电池材料等,取出样品的过程即便时间再短,也无法避免材料的瞬间剧烈氧化反应,这会导致样品的形貌、成分发生严重破坏。

飞纳台式扫描电镜成功地解决了这方面的问题,小巧轻便的体积使得电镜可以轻松放进手套箱狭小的空间中,扫描电镜所有的操作都可以在手套箱内进行,样品合成制备、制样清理、观察分析的全过程全部在手套箱中完成。得益于飞纳电镜优秀的电路防护设计,电镜即使放置在充满氩气这种易电离气体环境的手套箱中也可以完全正常工作。

 

飞纳电镜与手套箱

 

锂电池材料在检测过程中,为了防止空气与锂电池材料的相互反应,往往需要在惰性气体环境下进行工作。氩(Ar)气手套箱是最常用的隔绝空气设备。飞纳电镜开创了扫描电镜在氩(Ar)手套箱内进行正常工作的先例。

 

飞纳电镜

 

· 飞纳电镜操作简便,快捷,稳定,无需频繁更换灯丝,非常适合电池行业中的企业使用。
· 飞纳电镜体积小巧,是目前唯一可以放到手套箱中使用的电镜。
· 飞纳电镜的颗粒系统及孔径系统软件可以方便快捷地对电镜行业进行分析(颗粒系统分析正负极材料颗粒,孔径系统分析隔膜孔隙)。

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