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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₪☁₪◕•:209
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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