蔡司扫描电镜 锂电池正材料检测电镜

正材料是锂离子电池中为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化。正材料的性能主要受其氢氧化物驱体的结构、形貌、粒径等因素影响，另外，正粉末的形态及结构调控方式(纳米化、包裹层、晶体取向、晶体种类、团聚、内部元素梯度分布等)都将对正的性能有直接的影响。因此，蔡司扫描电镜在表征正材料(驱体、合成粉末、片)方面发挥了重要作用。场发射扫描电子显微镜利用其独特的电子光学和探测器设计，在正材料检测中，有着优异的表现。

　　富镍三元正材料驱体 Ni1-x- yCoxMny(OH)2共沉淀结晶过程的生长机制主要是：碱液与金属离子反应瞬间成核，晶核周围的金属氨络合物以过渡金属氢氧化物的形式沉淀在晶核外表面，长大到一定尺寸的晶粒团聚成团聚物，团聚物再生长成致密球形的驱体颗粒。驱体颗粒的导电性非常差，但在不镀金的情况下，可直接利用扫描电镜探测器成像，观察整体的颗粒形貌和尺寸分布。在细节的呈现上，利用对细节敏感的蔡司扫描电镜探测器在800V，可清楚的看到二次球上片装与层状结构无序堆叠的生长特点。

　　单晶不同于多晶富镍正材料，其一个颗粒往往只由单个晶体颗粒构成，内部不存在晶界，利于锂离子传输。与多晶正材料的驱体相比，单晶正驱体表面更光滑，堆叠更有序，这种结构可与包覆导电剂可以较好地接触，可一定程度上减轻烧结后的一次晶粒团聚。

　　从图12可看出，多晶NCM正材料二次颗粒多由随机取向的等轴一次晶粒无序组装而成。晶胞体积收缩会使一次晶粒的体积发生各向异性收缩，进而在随机取向的晶粒的晶界处产生剧烈的微应变，终导致沿着晶粒边界形成微裂纹。长循环过程中，微裂纹不断发展，直到二次颗粒粉化。在结构调控上，会优选细长一次晶粒择优生长并辐射状有序组装的结构，改善电池循环稳定行和倍率性。

　　单晶NCM颗粒尺寸都偏小，大约2-5微米左右，尺寸分布较窄。在颗粒表面还存在很多纳米颗粒细节。单晶不同于多晶富镍正材料，其一个颗粒往往只由单个晶体颗粒构成，内部不存在晶界，利于锂离子传输。