臺式自動(dòng)化掃描電鏡在鋁箔檢測中的應(yīng)用
對鋰離子電池來說，通常使用的負(fù)極集流體是銅箔，正極集流體是鋁箔。因?yàn)檎龢O電位高，而鋁的氧化電位高，表面致密的氧化膜對內(nèi)部的鋁也有較好的保護(hù)作用。銅箔在高電位下很容易被氧化，容易和 Li 發(fā)生反應(yīng)。并且低電位下的銅也相對穩(wěn)定，所以負(fù)極用銅箔材料，正極用鋁箔材料。
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(hù)作用的致密氧化膜，如果 Al 箔的成分不純，會導(dǎo)致表面膜不致密而發(fā)生點(diǎn)腐蝕的現(xiàn)象，嚴(yán)重則會造成表面膜破壞，生成 LiAl 合金，進(jìn)而影響集流體的穩(wěn)定性。因此，對鋁箔的品質(zhì)把控，其微觀形貌的檢測是重點(diǎn)內(nèi)容之一，主要包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察和表面清潔度檢測。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，以確定內(nèi)部是否存在不良現(xiàn)象，通常需要對鋁箔進(jìn)行特殊的制樣處理。此時(shí)，通常使用離子研磨儀對鋁箔進(jìn)行表面拋光處理，結(jié)合飛納臺式掃描電鏡，以觀察到 Al 真實(shí)的晶型情況。
經(jīng)過離子研磨制樣處理后的鋁箔，可以清晰直觀地看出鋁箔內(nèi)部的結(jié)晶情況。
鋰電池用鋁箔（2,000X）
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(jī)，如孔洞，劃痕，臟污等，這些不良會影響鋁箔的使用性能，因此需要對鋁箔進(jìn)行全面的清潔度檢測。
1. 手動(dòng)檢測孔洞
2. 手動(dòng)檢測各種劃痕
3. 手動(dòng)檢測油污
油污 SEM 圖
對于油污等有機(jī)物的檢測，除了需要使用掃描電鏡找到油污的位置外，還需要結(jié)合能譜的結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。
油污能譜面掃結(jié)果
由于鋁箔表面異常類型多樣，位置也具有隨機(jī)性，因此手動(dòng)檢測時(shí)，通常需要具有豐富經(jīng)驗(yàn)的電鏡操作人員進(jìn)行長時(shí)間的作業(yè)，具有一定的誤檢、漏檢風(fēng)險(xiǎn)。
為了解決這一問題，除了可以作為常規(guī)手動(dòng)分析的掃描電鏡，Phenom ParticleX 全自動(dòng)清潔度檢測系統(tǒng) ，基于掃描電鏡和能譜儀為硬件基礎(chǔ)，可以對大面積范圍的鋁箔進(jìn)行自動(dòng)化的掃描、識別、分析，應(yīng)對孔洞、劃痕、異物顆粒等，可以提供快速、準(zhǔn)確和可靠的定量數(shù)據(jù)支持，此外，對于識別到的異常位置，可以一鍵回看，并支持導(dǎo)出詳細(xì)的數(shù)據(jù)報(bào)告。
以上圖片截取自一鍵獲取的數(shù)據(jù)報(bào)告。Phenom ParticleX 能自動(dòng)識別異常位置，分析內(nèi)容包含掃描電鏡（SEM）圖、能譜結(jié)果、分類等。
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