锂离子电池中阴极材料研究检测方案(扫描电镜)

TESCAN CHINA上海市闵行区联航路1688弄旭辉国际28号楼1层TEL： 86-21-64398570 FAX： 86-21-64806110Email： market@tescanchina.comWebsite： www.tescan-china.com FIB-SEM 双束电镜应用之 Li-ion 电池阴极材料研究 选摘自 Nano Energy (2015) 17，254-260 Nano Energy (2015) 17， 254-260 Available online at www.sciencedirect.com ScienceDirectjournal homepage： www.elsevier.com/locate/nanoenergy RAPID COMMUNICATION Nanoscale chemical mapping of Li-ion battery CrossMarkcathode material by FIB-SEM and TOF-SIMSmulti-modal microscopy Tan Sui， Bohang Song1， Jiri Dluhos， Li Lu，Alexander M. Korsunskya，* Multi-Beam Laboratory for Engineering Microscopy(MBLEM)， Department of Engineering Science，University of Oxford， Parks Road， Oxford OX1 3PJ， United KingdomTESCAN Brno， s.r.o.， Libusina trida 1， 623 00 Brno， Czech RepublicDepartment of Mechanical Engineering， National University of Singapore， Block EA07-08，9 Engineering Drive 1， 117575 Singapore 近年来锂离子电池已经成为研究的一个热点，而锂离子电池的阴极材料在使用过程中的电化学变化对电池的性能至关重要。EDS 能够对阴极上不同元素进行定性定量表征，但是对于 Li元素则很不敏感。而 TOF-SIMS 能够探测所有元素，尤其是低含量的轻元素，与 FIB-SEM 相结合则进一步提高了 TOF-SIMS 的空间分辨率，既能够高分辨的观测样品的形貌与截面，又能够高分辨的表征各种元素。 牛津大学的 Korsunsky 教授的研究团队使用搭载 TOF-SIMS 的 TESCAN LYRA3 FIB-SEM对锂离子电池阴极在充放电前后的变化进行了研究。他们的研究表明使用 EDS 不能发现阴极充放电前后元素分布的区别，而 TOF-SIMS 则能够清晰的给出各种元素的变化。而且可以估算出充放电 前后的 Li 元素在阴极上的含量比值。通过与二次电子图像的对比，也可以看到放电后 Li 元素仍然残留于某些晶界和相界。 图1阴极的TOF-SIMS 元素分布图 这种高空间分布率的元素分布研究为锂离子电池在充放电过程的电化学过程提供了方便，为进一步提高电池的充放电效率和寿命提供了理论依据。 图2高分辨的 TOF-SIMS Li 元素的分布图，显示放电后仍然在晶界残留 第页，共页TESCAN CHINA， Ltd. TESCAN CHINA， Ltd.第页，共页版 近年来锂离子电池已经成为研究的一个热点，而锂离子电池的阴极材料在使用过程中的电化学变化对电池的性能至关重要。EDS能够对阴极上不同元素进行定性定量表征，但是对于Li元素则很不敏感。而TOF-SIMS能够探测所有元素，尤其是低含量的轻元素，与FIB-SEM相结合则进一步提高了TOF-SIMS的空间分辨率，既能够高分辨的观测样品的形貌与截面，又能够高分辨的表征各种元素。牛津大学的Korsunsky教授的研究团队使用搭载TOF-SIMS的TESCAN LYRA3 FIB-SEM对锂离子电池阴极在充放电前后的变化进行了研究。他们的研究表明使用EDS不能发现阴极充放电前后元素分布的区别，而TOF-SIMS则能够清晰的给出各种元素的变化。而且可以估算出充放电前后的Li元素在阴极上的含量比值。通过与二次电子图像的对比，也可以看到放电后Li元素仍然残留于某些晶界和相界。