徠卡顯微系統(tǒng)為電池研發(fā)提供從樣品制備、無(wú)應(yīng)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(shí)的樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，無(wú)損地呈現(xiàn)在您的觀測(cè)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(duì)觀測(cè)的真實(shí)性與精度提出了要求。

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

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

精細(xì)定位與無(wú)損加工是分析失效點(diǎn)的關(guān)鍵。如何精準(zhǔn)定位微米級(jí)的缺陷或特定反應(yīng)界面，并對(duì)其進(jìn)行無(wú)應(yīng)力、無(wú)熱損傷的加工暴露，是獲得真實(shí)分析結(jié)果的前提。

02整體解決方案

面對(duì)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(gè)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(duì)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(gè)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(hù)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(tái)全程不與大氣接觸。

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

3核心產(chǎn)品展示

為實(shí)現(xiàn)上述解決方案，徠卡顯微系統(tǒng)提供了專(zhuān)為材料科學(xué)設(shè)計(jì)的系列精密制樣設(shè)備。

徠卡三離子束切割儀EM TIC 3X是應(yīng)對(duì)電池材料多樣性的核心。它采用獨(dú)特的鞍型場(chǎng)離子槍?zhuān)芰糠稚ⅲ庸r(shí)熱效應(yīng)極低，適用于含有機(jī)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(fù)極材料的需求隨時(shí)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)全程無(wú)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(gè)在設(shè)備間穿梭的微型保險(xiǎn)箱，能主動(dòng)冷卻樣品，并在對(duì)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(guò)程中毫發(fā)無(wú)損。

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

以下為幾款核心制樣設(shè)備的功能簡(jiǎn)介：

04典型應(yīng)用場(chǎng)景

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

在“失效分析與質(zhì)量檢測(cè)"中，研究人員利用徠卡三離子束切割儀，對(duì)循環(huán)后的NCM（鎳鈷錳）三元正極材料粉末進(jìn)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(luò)，為分析容量衰減機(jī)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(zhǎng)形貌與固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）的結(jié)構(gòu)，這是評(píng)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(guò)離子束拋光制備的極片截面，可以定量分析不同壓實(shí)工藝下電極內(nèi)部孔隙的分布與連通性，以及活性材料、導(dǎo)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(dǎo)。

徠卡電鏡制樣解決方案正助力前沿的新能源實(shí)驗(yàn)室與企業(yè)。當(dāng)一塊經(jīng)過(guò)徠卡全流程制備的電池截面樣品在電鏡下清晰呈現(xiàn)時(shí)，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(diǎn)。

相關(guān)產(chǎn)品：

Leica EM TXP



Leica EM TIC 3X

真空冷凍傳輸系統(tǒng)

Leica EM VCT500



UC Enuity超薄切片機(jī)