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臺式自動化掃描電鏡在鋁箔檢測中的應用

 釋出時間☁│₪│:2022-06-09 點選量☁│₪│:202
對鋰離子電池來說☁◕,通常使用的負極集流體是銅箔☁◕,正極集流體是鋁箔•╃·✘。因為正極電位高☁◕,而鋁的氧化電位高☁◕,表面緻密的氧化膜對內部的鋁也有較好的保護作用•╃·✘。銅箔在高電位下很容易被氧化☁◕,容易和 Li 發生反應•╃·✘。並且低電位下的銅也相對穩定☁◕,所以負極用銅箔材料☁◕,正極用鋁箔材料•╃·✘。
 

鋰電.png


壓延鋁箔是鋰電池鋁塑膜的核心材料☁◕,要求成分純度在 98% 以上•╃·✘。Al 表面會形成具有保護作用的緻密氧化膜☁◕,如果 Al 箔的成分不純☁◕,會導致表面膜不致密而發生點腐蝕的現象☁◕,嚴重則會造成表面膜破壞☁◕,生成 LiAl 合金☁◕,進而影響集流體的穩定性•╃·✘。因此☁◕,對鋁箔的品質把控☁◕,其微觀形貌的檢測是重點內容之一☁◕,主要包括內部結構的觀察和表面清潔度檢測•╃·✘。

內部結構的觀察

鋁箔相對較薄☁◕,通常厚度在 6-15 微米之間•╃·✘。因此為了觀測鋁箔內部的微觀結構☁◕,以確定內部是否存在不良現象☁◕,通常需要對鋁箔進行特殊的制樣處理•╃·✘。此時☁◕,通常使用離子研磨儀對鋁箔進行表面拋光處理☁◕,結合飛納臺式掃描電鏡☁◕,以觀察到 Al 真實的晶型情況•╃·✘。
 

SEM研磨.png


經過離子研磨製樣處理後的鋁箔☁◕,可以清晰直觀地看出鋁箔內部的結晶情況•╃·✘。

鋰電鋁箔-1.PNG

鋰電池用鋁箔(2,000X)

鋰電鋁箔-2.PNG

鋰電池用鋁箔(14,000X)

清潔度檢測

鋁箔表面異常種類多樣☁◕,位置隨機☁◕,如孔洞☁◕,劃痕☁◕,髒汙等☁◕,這些不良會影響鋁箔的使用效能☁◕,因此需要對鋁箔進行全面的清潔度檢測•╃·✘。

1. 手動檢測孔洞
 

孔洞.PNG


2. 手動檢測各種劃痕
 

IMG_1302.jpg


3. 手動檢測油汙
 

油汙.JPG

油汙 SEM 圖
 
對於油汙等有機物的檢測☁◕,除了需要使用掃描電鏡找到油汙的位置外☁◕,還需要結合能譜的結果進行綜合判斷•╃·✘。

能譜面掃.PNG

油汙能譜面掃結果

由於鋁箔表面異常型別多樣☁◕,位置也具有隨機性☁◕,因此手動檢測時☁◕,通常需要具有豐富經驗的電鏡操作人員進行長時間的作業☁◕,具有一定的誤檢•╃₪✘、漏檢風險•╃·✘。

為了解決這一問題☁◕,除了可以作為常規手動分析的掃描電鏡☁◕,Phenom ParticleX 全自動清潔度檢測系統 ☁◕,基於掃描電鏡和能譜儀為硬體基礎☁◕,可以對大面積範圍的鋁箔進行自動化的掃描•╃₪✘、識別•╃₪✘、分析☁◕,應對孔洞•╃₪✘、劃痕•╃₪✘、異物顆粒等☁◕,可以提供快速•╃₪✘、準確和可靠的定量資料支援☁◕,此外☁◕,對於識別到的異常位置☁◕,可以一鍵回看☁◕,並支援匯出詳細的資料報告•╃·✘。
 

px流程 (1).jpg


報告.png


以上圖片擷取自一鍵獲取的資料報告•╃·✘。Phenom ParticleX 能自動識別異常位置☁◕,分析內容包含掃描電鏡(SEM)圖•╃₪✘、能譜結果•╃₪✘、分類等•╃·✘。


截圖2022-06-09 10.36.52.png


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