徠卡顯微系統(tǒng)為電池研發(fā)提供從樣品制備、無應力加工到跨設(shè)備安全傳輸?shù)耐暾婄R制樣解決方案，致力于將最真實的樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，無損地呈現(xiàn)在您的觀測視野中。

01研發(fā)挑戰(zhàn)

新能源電池，尤其是固態(tài)電池的研發(fā)與失效分析，對觀測的真實性與精度提出了要求。

敏感材料與復雜結(jié)構(gòu)構(gòu)成首要難題。高鎳正極、金屬鋰負極等材料在空氣中極不穩(wěn)定，常規(guī)制樣會引入假象。

電池本身也是由正極、負極、隔膜、電解液（或固態(tài)電解質(zhì)）組成的多相復合體系，物理化學性質(zhì)各異，對制樣方法構(gòu)成多重挑戰(zhàn)。

精細定位與無損加工是分析失效點的關(guān)鍵。如何精準定位微米級的缺陷或特定反應界面，并對其進行無應力、無熱損傷的加工暴露，是獲得真實分析結(jié)果的前提。

02整體解決方案

面對挑戰(zhàn)，徠卡顯微系統(tǒng)提供的不再是孤立的設(shè)備，而是一個系統(tǒng)性工作流程，確保樣品從制備到觀察全程“保真"。

該流程核心在于“全程受控"。針對敏感樣品，解決方案貫穿從初始切割到最終電鏡觀察的每一個環(huán)節(jié)。

惰性環(huán)境制備與傳輸是研究如金屬鋰等活性材料的基石。徠卡真空冷凍傳輸系統(tǒng)（如EM VCT500）能在冷凍或常溫、真空或保護氣體條件下轉(zhuǎn)移樣品，確保其從制樣設(shè)備到電鏡觀察臺全程不與大氣接觸。

下表展示了徠卡顯微系統(tǒng)如何針對不同電池組件特性提供針對性解決方案：

3核心產(chǎn)品展示

為實現(xiàn)上述解決方案，徠卡顯微系統(tǒng)提供了專為材料科學設(shè)計的系列精密制樣設(shè)備。

徠卡三離子束切割儀EM TIC 3X是應對電池材料多樣性的核心。它采用獨特的鞍型場離子槍，能量分散，加工時熱效應極低，適用于含有機物或?qū)崦舾醒h(huán)后樣品。

該設(shè)備功能高度靈活，支持常溫、冷凍、真空傳輸?shù)榷喾N模式，可根據(jù)高活性正負極材料的需求隨時升級，實現(xiàn)全程無氧加工與觀察。

徠卡真空冷凍傳輸系統(tǒng)EM VCT500是研究敏感材料的“生命線"。它像一個在設(shè)備間穿梭的微型保險箱，能主動冷卻樣品，并在對接后持續(xù)監(jiān)控樣品的溫度與真空度，確保脆弱的電池材料結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)移過程中毫發(fā)無損。

徠卡超薄切片機UC Enuity專為需要透射電鏡（TEM）觀察的樣品設(shè)計。其獨特的重力切片模式和震動解耦機械結(jié)構(gòu)，可制備出厚度均勻（可達50納米）的超薄切片，用于觀察原子級晶體結(jié)構(gòu)變化。

以下為幾款核心制樣設(shè)備的功能簡介：

04典型應用場景

這些技術(shù)與設(shè)備已深入電池研發(fā)的各個關(guān)鍵領(lǐng)域。

在“失效分析與質(zhì)量檢測"中，研究人員利用徠卡三離子束切割儀，對循環(huán)后的NCM（鎳鈷錳）三元正極材料粉末進行切割，清晰揭示了內(nèi)部因充放電產(chǎn)生的微裂紋網(wǎng)絡，為分析容量衰減機理提供了直接證據(jù)。

在“固態(tài)電池研發(fā)"前沿，冷凍電鏡技術(shù)變得至關(guān)重要。徠卡顯微系統(tǒng)的冷凍制樣與傳輸方案，可將固態(tài)電池中活潑的鋰金屬電極與固態(tài)電解質(zhì)的界面，在極低溫下“凍結(jié)"并保存其原始狀態(tài)。

最終在低電壓電鏡下，直觀觀察到鋰枝晶的生長形貌與固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）的結(jié)構(gòu)，這是評估固態(tài)電池安全性與循環(huán)壽命的關(guān)鍵。

在“電極工藝優(yōu)化"方面，通過離子束拋光制備的極片截面，可以定量分析不同壓實工藝下電極內(nèi)部孔隙的分布與連通性，以及活性材料、導電劑和粘結(jié)劑的混合均勻程度，為提升電池能量密度和倍率性能提供工藝指導。

徠卡電鏡制樣解決方案正助力前沿的新能源實驗室與企業(yè)。當一塊經(jīng)過徠卡全流程制備的電池截面樣品在電鏡下清晰呈現(xiàn)時，研究人員看到的不僅是圖像，更是能量密度提升的路徑、安全隱患處理的方案，以及下一代電池技術(shù)突破的起點。

相關(guān)產(chǎn)品：

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UC Enuity超薄切片機