在新能源與先進材料領(lǐng)域，鋰離子電池極片的均勻度是影響電池性能的關(guān)鍵因素，包括活性物質(zhì)分布、粘結(jié)劑梯度、界面結(jié)合強度等微觀結(jié)構(gòu)特征。傳統(tǒng)測試方法如PEEL測試只能獲得宏觀剝離強度，無法解析極片垂直維度的力學性能分布。善思創(chuàng)興STML-FD2020薄膜力學斷層掃描測試儀通過創(chuàng)新的定深剪切分析技術(shù)，實現(xiàn)了對極片材料垂直維度力學性能的解析，為極片均勻度評估提供了全新的技術(shù)手段。

一、測試原理與技術(shù)特點

1.1測試原理

STML-FD2020薄膜力學斷層掃描測試儀采用高精度切削組件，對極片樣品實施微米級精準切割，同步實時監(jiān)測切割過程中的力學響應數(shù)據(jù)。通過定深剪切強度分析技術(shù)，預設多梯度切割深度，系統(tǒng)對比不同深度區(qū)域的力學性能差異，深度解析材料力學特性沿垂直維度的變化規(guī)律。

該儀器支持三種測試模式：剪切模式用于分析極片內(nèi)部均勻性，剝離模式用于評估界面結(jié)合強度，測厚模式用于快速測定多層薄膜厚度。每種模式均可提供定量化的力學參數(shù)，為極片均勻度評估提供數(shù)據(jù)支持。

一、技術(shù)突破

與傳統(tǒng)方法相比，STML-FD2020薄膜力學斷層掃描測試儀具有以下顯著優(yōu)勢：

可定量測定極片不同深度的剪切強度和剝離強度

能夠解析粘結(jié)劑在垂直方向的分布梯度

可快速測定多層極片的實際厚度

獨創(chuàng)定深切技術(shù)，莊閑和app測試精度高：位移分辨率0.1μm，力學分辨率0.1N

二、極片均勻度評估案例

2.1 粘結(jié)劑分布均勻性評估

通過對同一極片不同深度進行剝離測試，對比水平力的變化趨勢。實測案例顯示，活性物質(zhì)層隨剝離深度增加，水平力從0.55N呈下降趨勢，表明粘結(jié)劑在垂直方向存在分布梯度。該方法為優(yōu)化粘結(jié)劑配方和涂布工藝提供了直接依據(jù)。

2.2技術(shù)優(yōu)勢

采用剪切模式對60μm厚極片進行全深度剪切測試，通過剪切力變化判斷成分分布均勻性。測試發(fā)現(xiàn)：0-14.46μm深度區(qū)間剪切力與深度呈線性關(guān)系，表明該區(qū)域材質(zhì)均勻；14.46-60μm深度區(qū)間剪切力逐漸減小，證實存在粘結(jié)劑上浮現(xiàn)象。這種定量分析為改善極片制備工藝提供了重要參考。

2.3多層級片厚度均勻性測定

通過對多層極片進行全深度剪切測試，快速測定各層厚度分布。實測案例中三層薄膜厚度分別為7.57μm、66.40μm和13.88μm，驗證了儀器在膜厚均勻性評估方面的準確性。該技術(shù)還可用于表面分析前處理的斷面樣品制備。

三、技術(shù)參數(shù)與性能指標

STML-FD2020主要技術(shù)參數(shù)確保了對極片均勻度的精準評估：

四、總結(jié)

薄膜力學斷層掃描測試儀STML-FD2020通過創(chuàng)新的定深剪切分析技術(shù)，為鋰電池極片均勻度評估提供了全面解決方案。儀器不僅能夠定量測定極片不同深度的力學性能，更能解析成分分布梯度、評估界面結(jié)合強度，測試精度高、效率優(yōu)越。該方法為優(yōu)化電極配方和改進制備工藝提供了科學依據(jù)，已成為提升鋰電池性能的重要表征工具。