​随着新能源汽车与储能产业的蓬勃发展，固态电池正成为下一代电化学储能的关键方向。然而，其核心材料（如锂金属、固态电解质）极易与空气中的氧气和水分发生反应，从而影响电池性能与安全性。

复纳科学仪器（上海）有限公司（以下简称“复纳科技”）致力于为科研与产业用户提供从样品制备、真空转移、显微表征到原子级改性的全流程解决方案，助力固态电池研发突破关键技术瓶颈。

Part.01从制样到表征：隔绝空气的每一步

高性能桌面型扫描电镜

• 手套箱专用扫描电镜 Phenom Ar-C

• 高分辨台式场发射扫描电镜 Phenom Pharos

• 原子力 - 扫描电镜一体机 Phenom AFM - SEM

离子研磨仪（真空转移版） 

• 样品在不接触大气的情况下，进行离子研磨加工

• 表面抛光/截面切削

• 超高能量离子枪，最高可达 16 keV

真空转移多功能样品杯（VSH）

• 真空转移样品，全程不接触空气

• 可选原位充放电循环模块

• 可选原位加热模块

• 可选力曲线模块

为防止锂金属和固态电解质暴露在空气中氧化，复纳科技提供全密闭制样路径：

• 通过 SMART VTU 离子研磨仪（真空版）完成样品切割与抛光

• 使用 VSH 真空转移样品杯进行转移

• 搭配 Phenom 手套箱版电镜进行样品表征

研究显示：使用真空转移技术观察锂箔的 SEM 图像。在标准样品中，由于样品在制备过程中暴露在大气中，表面会发生变质，但在使用真空转移样品杯，可以看到表面的形状保持不变。

Part.02AFM-SEM同步联用：多维度原位分析

Phenom AFM-SEM

原子力扫描电镜一体机。结合了飞纳台式扫描电镜和原子力显微镜的优势，实现了在同一系统中对样品进行多模态关联分析。

LiteScope AFM-SEM

同步联用技术通用款兼容赛默飞世尔、TESCAN、蔡司、日立、JEOL 等主流品牌 SEM 系统，其他品牌电镜亦可定制。

KPFM分析： 在同一感兴趣区域（ROI）进行了开尔文探针力显微镜（KPFM）电位测量。添加剂显示出最高的电位。然而，未观察到颗粒之间存在表面电位差异。因此，KPFM验证了这两个颗粒处于相同的荷电状态。

CAFM分析：在相同的感兴趣区域（ROI）进行了 CAFM 电流测量。碳添加剂的导电性最高。因此，观察到颗粒之间的导电性差异。这证明了颗粒接触损失的发生。NMC1 的中位电流 I = 0.05nA，而 NMC2 的中位电流 I = 0.51nA。由于使用了 8V 的探针偏压，电阻差异计算为 17.4G。

Part.03金属异物检测：锂电清洁度管控标准化

锂电清洁度检测系统 ParticleX 

• 全自动金属异物分析

• 7X24h 连续运行

• 数据库直接调用，与供应商保持一致

• 可按 ISO16232 或 VDA19 导出报告

高品质电池制造离不开清洁度控制。国际顶刊 Nature Energy《锂电池从实验室研究到大规模量产》，文中在“对锂电池原材料和生产过程的表征”部分指出，为了实现可控且高品质的电池材料生产，先进的表征手段在这个过程中非常关键。品质把控包括原材料、电极形貌和成分、以及表面处理等众多步骤。

Part.04TEM原位研究：多场耦合解决方案

DENS Solutions 原位透射样品杆

• 原位气相杆

• 原位热电杆

• 原位冷冻杆

• 原位加热杆

通过 DENS Lightning TEM 原位热电样品杆，实现对全固态电池中过渡金属氧化物骨架的三维动态观测。

对 LiNiMnO，不同晶带轴的原位研究揭示了脱锂过程中原子和电子结构的演变情况,这是由于氧和过渡金属离子的迁移。这项研究不仅表明了原子级的三维表征对于提高我们对脱锂动态过程和基本机制的理解的重要意义,而且还为优化全固态电池的结构稳定性和循环能力提供了理论基础。

Part.05ALD 粉末原子层沉积包覆改性

Forge Nano 流化床原子层沉积系统

• 毫克到量产级包覆改性

• 原子级界面涂层方案

固态电池中正极材料向高比能、高能量密度的方向发展，当前固态电池正极材料开发主要集中在高镍三元、镍锰酸锂、富锂锰基等路线。富锂锰基是全固态电池可选用的理想正极材料，具有高电压、高放电比容量的优势，且成本较低，限制其商业化的原因是首次库伦效率低、容量和电压衰减严重、倍率性能差等缺陷，可通过掺杂、包覆、表面处理等方式对其进行改性。

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