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2022-06-20

应用案例 | 锂离子电池电芯的截面机械研磨制备

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       锂离子电池作为新能源的重要产业之一,在研发的过程中需要严格把关每一个步骤。其中,电芯作为锂电池重要部分,成型后需要对其进行截面制备,并观察其卷芯圆度、极耳分布角度、隔膜、正负极的卷绕情况等。

       以下为了观察圆柱形电芯卷绕的细节结构,推荐了相对合适的机械研磨制备方案,方案如下。






一、切割

将原始直径约为10mm的圆柱形电芯切成两半。如下图:

    电芯材料复杂多样,切割采用标乐精密切割机IsoMet 1000,选取标乐金刚石切割片30HC,设置刀片转速500rpm,可通过手动切割,进刀率尽量减慢。为避免电芯中的极片里的粉末颗粒散落,全程干切。

二、镶嵌

      镶嵌采用浇注冷镶嵌的方法,选用标乐型号为EpoKwick TM FC的环氧树脂及相应固化剂套装,这款树脂流动性很好、收缩率较低,对样品的保护效果很好。镶嵌流程如下图所示:


      该过程还使用了型号为SamlKupTM的模杯,模杯直径为25mm,并配合型号为Release Agent的脱模剂使用,如下图所示:

三、磨抛

      研磨与抛光采用了标乐的手自一体磨抛机AutoMet 250的半自动模式,研磨时为防止极片的颗粒散落,不用任何的润滑液,且速度尽量调慢。参数如下表所示:

1.机械磨抛参数

     

      材料复杂,切割机切完后会有毛刺,第一步可采用P320的砂纸开始研磨,根据砂纸选用磨粒尺寸的对半原则,下一道采用P600进行中磨,磨去P320产生的划痕,P1200磨去P600产生的划痕,以此类推,直至磨到P4000。


最终研磨结果如下图:

      

       该电芯直径约1mm,需要视场较大的显微镜才能拍下整体照片,上图使用徕卡超景深视频显微镜的拼图功能,同时兼顾了大视野和清晰分辨率的要求。


      以上方案仅做参考,可根据具体电芯的材质、形状、尺寸等做调整。







所用仪器:


标乐精密切割机IsoMet 1000


标乐手自一体研磨机AutoMet250


徕卡超景深视频显微镜DVM6

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