與其它商用電池技術(shù)相比，鋰離子電池具有卓越的能量和功率密度性能，是高效的儲(chǔ)能設(shè)備。目前，鋰離子在越來(lái)越多的應(yīng)用中得到廣泛運(yùn)用，例如智能手機(jī)和電動(dòng)汽車(chē)。

然而， 一些新聞報(bào)道的案例表明，鋰電池在流行電子產(chǎn)品使用中發(fā)生爆炸，引發(fā)了重大召回事件。智能手機(jī)中的鋰離子電池在飛行過(guò)程中引起火災(zāi)后，整個(gè)航空旅行行業(yè)都采用了新的安全法規(guī)。也有一些案例表明，電動(dòng)汽車(chē)中的電池起火燃燒，非常難以熄滅而且容易復(fù)燃。

目前的技術(shù)大多采用液體電解質(zhì)，因此為了提升電池的安全性能，下一階段將會(huì)重點(diǎn)研究固態(tài)鋰電池。固態(tài)鋰電池可以幫助解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

1. 提供更大的能量密度

2. 提供更安全的產(chǎn)品

分析鋰電池材料的主要挑戰(zhàn)是它們?cè)诳諝庵蟹浅；顫�。在固態(tài)鋰電池的研發(fā)過(guò)程中，必須保護(hù)樣品在制備和分析過(guò)程中不與環(huán)境發(fā)生反應(yīng)，氬氣環(huán)境可防止鋰與氧氣、氮?dú)饣蛩�反�?yīng)。

飛納手套箱版掃描電鏡 Phenom Ar-C 是唯一可以完全放置在充滿(mǎn)氬氣環(huán)境的手套箱內(nèi)的臺(tái)式掃描電子顯微鏡，允許研究人員對(duì)空氣敏感的鋰電池樣品進(jìn)行研究。

通常，當(dāng)把樣品從手套箱轉(zhuǎn)移到掃描電鏡時(shí)，由于暴露在水、氧氣或氮?dú)庵�，樣品�?huì)發(fā)生改變。 如果將掃描電鏡放置于氬氣手套箱內(nèi)，由于樣品和掃描電鏡分析處于同一環(huán)境中，既可以保護(hù)樣品，工作流程也會(huì)快得多。

然而，盡管鋰不與氬氣發(fā)生反應(yīng)，但在氬氣環(huán)境下的研究仍然存在著一些挑戰(zhàn)。

掃描電子顯微鏡使用 15000 伏特（甚至更高）的高加速電壓。在沒(méi)有適當(dāng)預(yù)防措施的情況下，在氬環(huán)境中使用如此高的電壓可能會(huì)由于氬氣的低擊穿電壓而導(dǎo)致火花，最終將損壞 SEM 內(nèi)部的電子器件。為了避免這個(gè)問(wèn)題，Phenom Ar-C 手套箱版臺(tái)式掃描電鏡采用專(zhuān)利的保護(hù)技術(shù)，為表征空氣敏感的電池樣品提供了一個(gè)受保護(hù)的環(huán)境。

優(yōu)勢(shì)

通過(guò)在手套箱中使用 Phenom Ar-C，您可以在該手套箱中同時(shí)進(jìn)行樣品制備和 SEM/EDS 分析。這不僅使樣品制備、成像和分析過(guò)程變得快速，還意味著鋰樣品可以持續(xù)受到氬氣環(huán)境的保護(hù)。因此，您可以在樣品轉(zhuǎn)移到其它研究設(shè)備之前對(duì)樣品進(jìn)行研究或預(yù)篩選。雖然使用了厚手套，但樣品臺(tái)的操作非常簡(jiǎn)單。此外，該系統(tǒng)在沒(méi)有干預(yù)的情況下，長(zhǎng)壽命的 CeB6 燈絲可以使用數(shù)千小時(shí)。

傳統(tǒng)方法與 Phenom Ar-C 手套箱版臺(tái)式掃描電鏡對(duì)比

鋰金屬作為鋰電池的陽(yáng)極材料
 

優(yōu)勢(shì)：高比能量，高比功率；挑戰(zhàn)：安全性，容量

掃描電鏡用于鋰金屬研究，有助于研究人員了解 Li 的工作原理，以開(kāi)發(fā)新的方法提高性能。
 

案例
 

在充滿(mǎn)氬氣的手套箱內(nèi)使用 Phenom Ar-C 飛納臺(tái)式電鏡，獲得的鋰枝晶掃描電鏡（SEM）圖像。下圖是橫截面樣品，可以看出飛納電鏡的超景深可以清晰觀(guān)測(cè)樣品。