徕卡电镜制样：精准解析新能源电池内部奥秘，助力研发与质量飞跃

徕卡显微系统为电池研发提供从样品制备、无应力加工到跨设备安全传输的完整电镜制样解决方案，致力于将最真实的样品内部结构，无损地呈现在您的观测视野中。

01研发挑战

新能源电池，尤其是固态电池的研发与失效分析，对观测的真实性与精度提出了要求。

敏感材料与复杂结构构成首要难题。高镍正极、金属锂负极等材料在空气中极不稳定，常规制样会引入假象。

电池本身也是由正极、负极、隔膜、电解液（或固态电解质）组成的多相复合体系，物理化学性质各异，对制样方法构成多重挑战。

精细定位与无损加工是分析失效点的关键。如何精准定位微米级的缺陷或特定反应界面，并对其进行无应力、无热损伤的加工暴露，是获得真实分析结果的前提。

02整体解决方案

面对挑战，徕卡显微系统提供的不再是孤立的设备，而是一个系统性工作流程，确保样品从制备到观察全程“保真"。

该流程核心在于“全程受控"。针对敏感样品，解决方案贯穿从初始切割到最终电镜观察的每一个环节。

惰性环境制备与传输是研究如金属锂等活性材料的基石。徕卡真空冷冻传输系统（如EM VCT500）能在冷冻或常温、真空或保护气体条件下转移样品，确保其从制样设备到电镜观察台全程不与大气接触。

下表展示了徕卡显微系统如何针对不同电池组件特性提供针对性解决方案：

3核心产品展示

为实现上述解决方案，徕卡显微系统提供了专为材料科学设计的系列精密制样设备。

徕卡三离子束切割仪EM TIC 3X是应对电池材料多样性的核心。它采用独特的鞍型场离子枪，能量分散，加工时热效应极低，适用于含有机物或对热敏感循环后样品。

该设备功能高度灵活，支持常温、冷冻、真空传输等多种模式，可根据高活性正负极材料的需求随时升级，实现全程无氧加工与观察。

徕卡真空冷冻传输系统EM VCT500是研究敏感材料的“生命线"。它像一个在设备间穿梭的微型保险箱，能主动冷却样品，并在对接后持续监控样品的温度与真空度，确保脆弱的电池材料结构在转移过程中毫发无损。

徕卡超薄切片机UC Enuity专为需要透射电镜（TEM）观察的样品设计。其独特的重力切片模式和震动解耦机械结构，可制备出厚度均匀（可达50纳米）的超薄切片，用于观察原子级晶体结构变化。

以下为几款核心制样设备的功能简介：

04典型应用场景

这些技术与设备已深入电池研发的各个关键领域。

在“失效分析与质量检测"中，研究人员利用徕卡三离子束切割仪，对循环后的NCM（镍钴锰）三元正极材料粉末进行切割，清晰揭示了内部因充放电产生的微裂纹网络，为分析容量衰减机理提供了直接证据。

在“固态电池研发"前沿，冷冻电镜技术变得至关重要。徕卡显微系统的冷冻制样与传输方案，可将固态电池中活泼的锂金属电极与固态电解质的界面，在极低温下“冻结"并保存其原始状态。

最终在低电压电镜下，直观观察到锂枝晶的生长形貌与固态电解质界面（SEI）的结构，这是评估固态电池安全性与循环寿命的关键。

在“电极工艺优化"方面，通过离子束抛光制备的极片截面，可以定量分析不同压实工艺下电极内部孔隙的分布与连通性，以及活性材料、导电剂和粘结剂的混合均匀程度，为提升电池能量密度和倍率性能提供工艺指导。

徕卡电镜制样解决方案正助力前沿的新能源实验室与企业。当一块经过徕卡全流程制备的电池截面样品在电镜下清晰呈现时，研究人员看到的不仅是图像，更是能量密度提升的路径、安全隐患处理的方案，以及下一代电池技术突破的起点。

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