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電池材料切片分析常用的分析方法有以下幾種:
光學(xué)顯微鏡(OM):操作簡(jiǎn)便,可直接觀察電池材料切片的宏觀形貌、結(jié)構(gòu)特征及缺陷,如裂紋、孔隙等,對(duì)樣品表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步的定性觀察,為后續(xù)更深入的分析提供基礎(chǔ)。
掃描電子顯微鏡(SEM):利用電子束掃描樣品表面,產(chǎn)生二次電子等信號(hào)成像,分辨率可達(dá)納米級(jí)。能清晰觀察電池材料的微觀形貌,如電極材料的顆粒形態(tài)、大小及分布,還可分析界面結(jié)構(gòu)、涂層厚度等,結(jié)合能譜儀(EDS)可進(jìn)行微區(qū)成分分析。
透射電子顯微鏡(TEM):電子束穿透樣品成像,分辨率極高,可觀察到材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶格缺陷、位錯(cuò)等微觀信息,常用于研究電池材料的納米結(jié)構(gòu)、界面反應(yīng)層的精細(xì)結(jié)構(gòu)及元素分布等。
能譜儀(EDS):常與 SEM、TEM 聯(lián)用,可快速對(duì)電池材料切片中的元素進(jìn)行定性和定量分析,確定元素種類及相對(duì)含量,了解元素在不同相或區(qū)域的分布情況,判斷是否存在元素偏析、雜質(zhì)等問(wèn)題。
電子探針顯微分析儀(EPMA):采用聚焦電子束激發(fā)樣品,可對(duì)樣品中元素進(jìn)行微區(qū)定量分析,分析精度高,能準(zhǔn)確測(cè)定電池材料中各種元素的含量及分布,尤其適用于分析元素含量較低或分布不均勻的樣品。
X 射線熒光光譜儀(XRF):通過(guò)測(cè)量樣品受 X 射線激發(fā)后產(chǎn)生的熒光 X 射線能量和強(qiáng)度來(lái)確定元素種類和含量,可對(duì)電池材料中的主量元素和微量元素進(jìn)行快速、非破壞性分析,適用于批量樣品的成分篩查。
X 射線衍射儀(XRD):利用 X 射線與晶體材料的相互作用,通過(guò)測(cè)量衍射角和衍射強(qiáng)度來(lái)確定材料的晶體結(jié)構(gòu)和相組成,可分析電池材料的晶相、晶粒尺寸、晶格常數(shù)等,研究材料在充放電過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化。
拉曼光譜儀:基于拉曼散射效應(yīng),可獲得材料的分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)信息,用于分析電池材料的化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)、缺陷等,對(duì)研究電極材料的結(jié)構(gòu)變化、電解液的分解產(chǎn)物等具有重要作用。
差示掃描量熱法(DSC):測(cè)量樣品與參比物在相同加熱或冷卻條件下的熱流差,可獲得材料的相變溫度、熱焓變化等信息,用于研究電池材料的熱穩(wěn)定性、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以及電極與電解液之間的熱反應(yīng)等。
熱重分析(TGA):測(cè)量樣品在受熱或氣氛變化過(guò)程中的質(zhì)量變化,可分析電池材料的熱分解過(guò)程、水分含量、有機(jī)物含量等,評(píng)估材料的熱穩(wěn)定性和使用壽命。
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