Anwendungsfälle | Anwendung von Feldemissions-REM in elektrolytischer Kupferfolie

Hochleistungs-Lithium-Kupfer-Folie ist eines der Schlüsselmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien und steht in engem Zusammenhang mit der Batterieleistung. Mit der steigenden Nachfrage nach höherer Kapazität, höherer Dichte und schnellerem Laden in elektronischen Geräten und Fahrzeugen mit neuer Energie sind auch die Anforderungen an Batteriematerialien gestiegen. Um eine bessere Batterieleistung zu erreichen, ist es notwendig, die gesamten technischen Indikatoren der Lithium-Kupfer-Folie zu verbessern, einschließlich ihrer Oberflächenqualität, physikalischen Eigenschaften, Stabilität und Gleichmäßigkeit.

Analyse der Mikrostruktur mittels Rasterelektronenmikroskop-EBSD-Technik

In der Materialwissenschaft bestimmen Zusammensetzung und Mikrostruktur die mechanischen Eigenschaften. Rasterelektronenmikroskop(REM) ist ein häufig verwendetes wissenschaftliches Instrument zur Oberflächencharakterisierung von Materialien und ermöglicht die Beobachtung der Oberflächenmorphologie von Kupferfolie und der Kornverteilung. Darüber hinaus ist die Elektronenrückstreubeugung (EBSD) eine weit verbreitete Charakterisierungstechnik zur Analyse der Mikrostruktur metallischer Materialien. Durch die Konfiguration eines EBSD-Detektors auf einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop können Forscher den Zusammenhang zwischen Verarbeitung, Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften herstellen.

Die folgende Abbildung zeigt die Oberflächenmorphologie der elektrolytischen Kupferfolie, die mit dem CIQTEK Feldemissions-SEM5000

Glatte Kupferfolienoberfläche/2 kV/ETD

Kupferfolie, matte Oberflächee/2kV/ETD

Wenn die Probenoberfläche ausreichend flach ist, kann mithilfe des SEM-Rückstreudetektors eine Elektronenkanalkontrastbildgebung (ECCI) durchgeführt werden. Der Elektronenkanalisierungseffekt bezieht sich auf eine deutliche Verringerung der Reflexion von Elektronen von Kristallgitterpunkten, wenn der einfallende Elektronenstrahl die Bragg-Beugungsbedingung erfüllt, wodurch viele Elektronen das Gitter durchdringen und einen „Kanalisierungseffekt“ entfalten können. Daher hängt bei polierten flachen polykristallinen Materialien die Intensität der Rückstreuelektronen von der relativen Ausrichtung zwischen dem einfallenden Elektronenstrahl und den Kristallebenen ab. Körner mit größerer Fehlorientierung ergeben stärkere Rückstreuelektronensignale und einen höheren Kontrast, was die qualitative Bestimmung der Kornorientierungsverteilung durch ECCI ermöglicht.

Der Vorteil von ECCI liegt in der Möglichkeit, einen größeren Bereich auf der Probenoberfläche zu beobachten. Daher kann die ECCI-Bildgebung vor der EBSD-Erfassung für eine schnelle makroskopische Charakterisierung der Mikrostruktur auf der Probenoberfläche verwendet werden, einschließlich der Beobachtung von Korngröße, kristallographischer Orientierung, Verformungszonen usw. Anschließend kann die EBSD-Technologie verwendet werden, um den geeigneten Scanbereich festzulegen und Schrittgröße für die Kalibrierung der kristallographischen Orientierung in den interessierenden Regionen. Die Kombination von EBSD und ECCI nutzt die Vorteile kristallographischer Orientierungsbildgebungstechniken in der Materialforschung voll aus.

Durch den Einsatz der Ionenstrahl-Querschnittspoliertechnologie erhält CIQTEK flache Kupferfolienquerschnitte, die die Anforderungen für ECCI-Bildgebung und EBSD-Analyse auf Rasterelektronenmikroskopen vollständig erfüllen.

Die folgende Abbildung zeigt die Charakterisierung von elektrolytischer Kupferfolie mit dem CIQTEK Feldemissions-SEM5000

Elektrolytisches Kupferfolien-Querschnitts-ECCI-Bild

Querschnittsorientierungsverteilung der elektrolytischen Kupferfolie

Die EBSD-Technologie kann nicht nur die Korngröße und -abmessungen charakterisieren, sondern auch Informationen über den Texturtyp, den Korngrenzenanteil usw. des Materials liefern. Durch die Untersuchung der mikrostrukturellen Entwicklung von elektrolytischer Kupferfolie mittels Ionenstrahl-Probenvorbereitung in Kombination mit REM- und EBSD-Techniken ist dies möglich Dies ist von großer Bedeutung, um die Unterschiede in den Verarbeitungseffekten zu bewerten, die elektrochemischen Eigenschaften von Materialien weiter zu optimieren, die Batterielebensdauer zu verbessern und sogar die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie voranzutreiben.