{{{sourceTextContent.title}}}

L'importance d'une coupe transversale de haute qualité pour la recherche sur les batteries

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Découvrez comment le broyage ionique à large faisceau améliore la recherche sur les batteries en fournissant des coupes transversales de haute qualité permettant d'approfondir les connaissances sur les matériaux d'électrodes et plus encore.

{{{sourceTextContent.description}}}

La microscopie électronique est une technique clé pour comprendre les matériaux des batteries, mais une simple observation de la surface extérieure ne suffit pas. La création de coupes transversales de haute qualité est importante pour développer une compréhension correcte car elle révèle la véritable structure et la distribution des particules, des pores et des différents composants.

Techniques de coupe transversale

Les techniques mécaniques telles que l'enrobage de résine et le polissage mécanique, le découpage à l'aide d'une scie de précision ou le clivage sont largement utilisées, mais elles sont difficiles à utiliser pour les matériaux composites poreux. Les pores peuvent se remplir de débris de polissage, les particules dures peuvent être arrachées, les matériaux mous sont étalés et les couches sont facilement délaminées.

Les instruments à faisceau d'ions focalisé (FIB) utilisant un canon à ions en métal liquide (Ga+) ou une source de plasma (typiquement Xe+) offrent une solution pour la coupe transversale de haute précision, spécifique à un site, mais ne sont généralement pas bien adaptés au fraisage de larges zones en raison de leur vitesse et de leur champ de vision limités.

Le fraisage par faisceau d'ions large (BIB) est une technique dans laquelle un faisceau d'ions Ar+ de faible énergie est utilisé pour réaliser rapidement des coupes transversales sur de grandes surfaces en limitant les dommages causés à l'échantillon. Cette technique permet de réaliser des coupes de haute qualité sur les échelles de longueur les plus significatives pour les matériaux des batteries.

Anodes

Les études en coupe transversale donnent des indications sur la taille des grappes, la distribution des liants, le taux de compactage, l'uniformité du film, l'épaisseur du film et l'adhérence à l'électrode.

Cathodes

Les amas de poudres métalliques frittées typiques pour les cathodes doivent être étudiés en coupe transversale pour révéler la structure interne des grains ou des pores, qui est essentielle pour les performances. Les propriétés telles que la distribution de la taille des particules, la taille des pores, la distribution du liant et la fissuration des particules peuvent être étudiées et quantifiées.

Après le processus de formation et de vieillissement, ou après le cyclage de la batterie, les propriétés de l'électrode telles que le gonflement ou la fissuration, la dégradation et la formation d'une couche SEI peuvent être étudiées et mises en corrélation avec les performances pratiques de la batterie.

Feuilles séparatrices

Bien que la feuille séparatrice ne soit pas une partie active de la cellule, elle joue un rôle clé dans le transport des ions et a une forte influence sur les performances, la durée de vie et la sécurité de la cellule. La coupe transversale peut aider à comprendre la taille des pores, la structure de la couche de revêtement céramique ou les résidus éventuels après le cyclage qui peuvent avoir un impact sur les performances à long terme.

Conclusion

La microscopie électronique et les coupes transversales de haute qualité obtenues par fraisage ionique à large faisceau sont inestimables pour comprendre et développer des solutions pour le stockage de l'énergie. Révéler et étudier la structure réelle de cette manière visuelle offre une vision beaucoup plus profonde que les techniques alternatives "uniquement numériques" telles qu'un diagramme de distribution de la taille des particules à partir de la diffraction laser ou une mesure de l'adsorption de gaz à l'aide de la méthode BET.

Contactez-nous pour découvrir comment le broyage ionique à large faisceau peut être appliqué à vos matériaux.