应用设备：司特尔精密切割机Secotom-60、冷镶嵌CitoVac真空浸渍机和全自动磨抛机Tegramin-30

    应用意义：随着新能源汽车不断的普及和认可，承载着性能和安全重任的锂离子电池被广为关注。对锂离子电池的检验和研发显得尤为重要,它可以排除安全隐患、提高能源效率，同时降低制造成本,为人们带来更加安全、高效、环保的能源利用方式。

    金相设备可以有效地助力锂离子电池及其组件的质量控制，包括成品电池、正极和负极材料、三元粉末、电池盖和外壳等。在与头部企业合作的点滴中，司特尔总结出专业可靠的解决方案，协助客户在片这红海市场中开拓出属于自己的那一抹蓝。

    本期文章将以圆柱电池为例，通过金相制样流程来展示关键点。

    一、切割

    一般来说，成品电池里面的电解液会在金相切割的过程中发生化学反应导致鼓包现象，因此需要在切割前释放干净电解液。此外，请先评估样品是否存在水敏性，若样品对水敏感，可以选择干切。

    1、问

    切割时遇到变形怎么办？

    答

    推荐使用精密切割机进行切割，设置相对较低的步进速度，降低变形的可能。

    2、问

    切割时无法正确夹持导致切割平面不理想

    答

    考虑部分电池组成部件材料的软性特征需要选择合适的夹具和夹持方案防止变形，如果有必要，可以先对圆柱电池整体进行镶嵌，再进行切割，后续二次镶嵌成适合磨抛的试样。

    在Struers客户实例中，客户在我们的建议下完成预准备工作。

    待测样品切割后的样品

    使用司特尔新一代精密切割机Secotom-60搭配10S15的切割轮，借助该设备的精准的进刀速度，转速并配合激光定位，可获得平整、光滑、无热损伤的切割表面。

    二、镶嵌

    镶嵌电池材料的样品，需要综合考虑样品对温度和压力的敏感性以及是否存在多孔性。

    一般而言，环氧树脂的粘度低、渗透性好，是冷镶嵌的首选，在真空浸渍仪的辅助下可以获得完美的填充效果。

    多数环氧树脂在固化过程中的峰值温度低，能更好保护样本原本的的特性。此外，在环氧树脂中添加荧光粉，它可以随着树脂渗透进试样的孔隙或裂纹中，凝固后在荧光显微镜下得以显示，从而对制样的结果进行判定。

    在Struers客户实例中，更多的客户使用环氧树脂EpoFix进行冷镶。

    EpoFix的峰值温度在40°C以下，根据需求选择荧光粉EpoDye，并通过CitoVac进行真空浸渍辅助，树脂可以充分渗透，对样品实现完美的镶嵌。

    镶嵌后切割准备二次镶嵌环氧树脂镶嵌含荧光粉

    三、磨抛

    我们建议根据样品的数量和材质选择合适的磨抛设备和耗材。

    考虑到多种材料组成的电池材料具有不同的磨削率，为保证磨削率，碳化硅砂纸是粗磨和精磨的首选。

    锂电池中的外壳、正负极材料和石墨等硬度各不相同，考虑使用回弹性较低的刚性盘进行精磨（树脂刚性盘MD-Largo）或金刚石抛光（机织抛光布MD-Dac），可以保证样品的整体平整性，降低局部区域的浮凸，减少脱落；

    石墨、铝和铜等材料较软，容易残留划痕，采用回弹性较高的抛光布用于终抛（短绒毛抛光布MD-Nap和多孔橡胶MD-Chem），可以有效去除划痕，减少变形；

    抛光完成后可以达到客户多样性的要求，在光学显微镜或扫描电镜下检查。

    在Struers客户实例中，制样设备为Tegramin-30，它的动力头为双柱结构，在磨抛过程中极为稳定，保证了样品的平整。

    由于样品内含水溶性材料，因此采用了无水型的方案，综合制样时间短，效果好，耗材成本低，既考虑了样品的平整性，也兼顾了无划痕无变形的需求。

    优化后的方案帮助客户完成了效率最大化，通过实际结果让客户感受到兼顾性能和经济优势的体验感。制样方案如下表：