第三方检测 | 科研道路千万条，截面抛光第一条，氩离子抛光技术制备三元前驱体材料

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分享： 2020/06/10 08:42:47

由于煤、石油、天然气等资源不可再生的特点使得开发可持续性能源成为当务之急。1991年日本索尼公司推出的锂离子电池让世界看到绿色能源电池新契机，其高比能量和高比功能密度已被广泛应用在电动汽车、国防工业、便携式电子设备等领域中。石墨因比容量高、结构稳定、成本低等特点已广泛用作商业负极材料，因此正极材料成为制约锂离子电池发展的重要因素。

在众多的正极材料中，三元正极材料镍钴锰Li（Ni1-x-yCoxMny）O2由于其导电性能优良、成本低廉、环境友好等特点成为具有商业应用价值的电池材料。而正极材料能继承前驱体的形貌和结构特点，所以前驱体的结构、制备工艺对正极材料的性能有着至关重要的影响。因此对三元前驱体材料Ni1-x-yCoxMny(OH)2形貌及结构的研究显得尤为重要。

为了更好的观察三元前驱体材料Ni1-x-yCoxMny(OH)2的内部结构，我们使用美国GATAN Ilion II 697精密刻蚀仪（图1）对材料进行刻蚀。Ilion II 配备两支无损、能量范围大的（100V-8KV）聚焦离子枪，样品制备时，高低电压的结合可极大提高抛光的速度和质量。同时聚焦离子枪的设计，可以保证低电压下，快速获得高质量的样品表面。

图1 GATAN Ilion II 697精密刻蚀镀膜仪

我们利用Ilion II 697精密刻蚀镀膜仪并配备蔡司Sigma 500场发射电子显微镜实现对三元前驱体材料的制备及观察。697所制备的粉末样品数量足够多，且表面平整度好，不仅可以看到其内部的孔隙大小、结构情况，还可以看到晶粒的大小和分布情况等。如图2(a)可看出材料整体制备平整、完好无损伤，2(b)可清晰观察到材料内部纳米级别孔隙；图2(c)(d)为另一种结构的前驱体材料，孔隙较小且可观察到晶粒。正所谓“工欲善其事，必先利其器”，选择合适的实验仪器和实验方法能让您的科研达到事半功倍的效果。