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從早期的鋰金屬陽極開始，到今天的商用鋰離子電池，鋰基電池技術(shù)在過去的三十年中有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。鋰離子電池質(zhì)量控制的程序之一是對(duì)電池蓋、外殼、點(diǎn)焊處以及電極等組件進(jìn)行金相和顯微硬度分析。相應(yīng)地，在完成樣品金相制備后，需要分別使用金相顯微鏡對(duì)不同部件進(jìn)行光學(xué)顯微分析及使用硬度計(jì)對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行顯微硬度測試。然而，如今這一分析流程可以更為簡單——QATM Qness 60A + EVO顯微硬度計(jì)，一款將經(jīng)典顯微硬度計(jì)和金相顯微鏡的相結(jié)合的產(chǎn)品，無須轉(zhuǎn)移及重新固定樣品的情況下，只要在軟件中切換功能，即可無縫完成鋰離子電池的多項(xiàng)材料測試！

下面，我們就以鋰離子電池的蓋帽組件的檢測來舉例。在大多數(shù)情況下，電池蓋是由鐵素體鋼制成的，帶鎳基涂層。在這里，正確的金相制樣方法可以消除諸如倒角、錯(cuò)誤的力和磨拋方向?qū)е碌耐繉訐p壞、基材以及鎳涂層涂抹等許多制備假象。首先采用QATM Qcut 200 A精密切割機(jī)配合旋轉(zhuǎn)夾具切割下電池的蓋帽部分，經(jīng)環(huán)氧樹脂冷鑲嵌后，使用Qpol 300A1自動(dòng)磨拋機(jī)按下表中的磨拋參數(shù)和耗材進(jìn)行制樣。

鋰離子電池蓋和外殼的磨拋制備參數(shù)

晶粒度測量

晶粒度表征了材料中晶粒大小的尺度，對(duì)金屬的機(jī)械性能和工藝性能有很大的影響。晶粒越小，屈服強(qiáng)度越高，而且塑性、韌性也好。鋼的晶粒度測量方法主要有比較法、面積法和截點(diǎn)法。這些方法最終總是確定一個(gè)等量值，具體到實(shí)踐中采用哪種方法決于晶粒形狀尺寸或規(guī)定。以截點(diǎn)法為例，Heyn直線截點(diǎn)法和Abrams三圓截點(diǎn)法都是常用的方法。

晶粒度測量前試樣通常需要進(jìn)行腐蝕。硝酸酒精溶液是常見的適用于鐵、碳鋼、合金鋼以及鑄鐵材料的腐蝕劑；有時(shí)也可以用Klemm I腐蝕劑進(jìn)行彩色腐蝕。

如下圖所示，采用Qness 60A + EVO顯微硬度計(jì)，配合Qpix Inspect晶粒度測量軟件模塊，分別對(duì)鋰離子電池蓋帽部分的位置1和位置2進(jìn)行了晶粒度測量。

位置1的晶粒度測量, Heyn直線截點(diǎn)法

晶粒度級(jí)別為10級(jí), 50x 高清物鏡

位置2的晶粒度測量, Abrams三圓截點(diǎn)法

晶粒度級(jí)別為10級(jí), 50x 高清物鏡

層厚測量

Qness 60A + EVO顯微硬度計(jì)軟件中選配的Qpix Inspect涂層厚度測量模塊可以依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 1463（金屬和氧化物覆蓋層.覆蓋層厚度的測定.顯微鏡法）對(duì)電池蓋的涂層進(jìn)行精準(zhǔn)的半自動(dòng)測量，并以表格和線圖的形式提供層厚度的統(tǒng)計(jì)值。

上圖中位置3處的層厚測量結(jié)果如下：

層厚結(jié)果為10.28μm layer, 使用50x高清物鏡

顯微硬度測試

進(jìn)一步的質(zhì)量控制可以通過測試鋰離子電池蓋相關(guān)區(qū)域的硬度來進(jìn)行。此時(shí)無須重新轉(zhuǎn)移樣品，只需在硬度計(jì)軟件界面中將功能切換回硬度測試即可。采用1g或10g的小載荷力，也可精確地測量單個(gè)晶粒區(qū)域的硬度。

基體硬度測試(100gf)

電池蓋單個(gè)晶粒硬度測試(1gf)

借助Qness 60A + EVO顯微硬度計(jì)獨(dú)特的專利技術(shù)——努氏IPC（即壓頭自動(dòng)平行于輪廓線）模塊，精準(zhǔn)、高效的電池蓋涂層硬度測試觸手可及。

IPC技術(shù)/壓頭自動(dòng)旋轉(zhuǎn)以平行于試樣輪廓