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第三方檢測(cè) | 科研道路千萬(wàn)條，截面拋光第一條，氬離子拋光技術(shù)制備三元前驅(qū)體材料

2020-07-08

由于煤、石油、天然氣等資源*的特點(diǎn)使得開(kāi)發(fā)可持續(xù)性能源成為當(dāng)務(wù)之急。1991年日本索尼公司推出的鋰離子電池讓世界看到綠色能源電池新契機(jī)，其高比能量和高比功能密度已被廣泛應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)、國(guó)防工業(yè)、便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域中。石墨因比容量高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低等特點(diǎn)已廣泛用作商業(yè)負(fù)極材料，因此正極材料成為制約鋰離子電池發(fā)展的重要因素。

在眾多的正極材料中，三元正極材料鎳鈷錳Li（Ni1-x-yCoxMny）O2由于其導(dǎo)電性能優(yōu)良、成本低廉、環(huán)境友好等特點(diǎn)成為具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的電池材料。而正極材料能繼承前驅(qū)體的形貌和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)、制備工藝對(duì)正極材料的性能有著至關(guān)重要的影響。因此對(duì)三元前驅(qū)體材料Ni1-x-yCoxMny(OH)2形貌及結(jié)構(gòu)的研究顯得尤為重要。

為了更好的觀(guān)察三元前驅(qū)體材料Ni1-x-yCoxMny(OH)2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我們使用美國(guó)GATAN Ilion II 697精密刻蝕儀（圖1）對(duì)材料進(jìn)行刻蝕。Ilion II 配備兩支無(wú)損、能量范圍大的（100V-8KV）聚焦離子槍?zhuān)瑯悠分苽鋾r(shí)，高低電壓的結(jié)合可極大提高拋光的速度和質(zhì)量。同時(shí)聚焦離子槍的設(shè)計(jì)，可以保證低電壓下，快速獲得高質(zhì)量的樣品表面。

圖1 GATAN Ilion II 697精密刻蝕鍍膜儀

我們利用Ilion II 697精密刻蝕鍍膜儀并配備Sigma 500場(chǎng)發(fā)射電子顯微鏡實(shí)現(xiàn)對(duì)三元前驅(qū)體材料的制備及觀(guān)察。697所制備的粉末樣品數(shù)量足夠多，且表面平整度好，不僅可以看到其內(nèi)部的孔隙大小、結(jié)構(gòu)情況，還可以看到晶粒的大小和分布情況等。如圖2(a)可看出材料整體制備平整、完好無(wú)損傷，2(b)可清晰觀(guān)察到材料內(nèi)部納米級(jí)別孔隙；圖2(c)(d)為另一種結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體材料，孔隙較小且可觀(guān)察到晶粒。正所謂“工欲善其事，必先利其器”，選擇合適的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法能讓您的科研達(dá)到事半功倍的效果。

圖2 三元前驅(qū)體材料刨面結(jié)構(gòu)

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