結構分析

晶體結構、相組成、晶格參數

X 射線衍射儀（XRD）

分析材料的晶體結構（如三元材料的層狀結構、LFP 的橄欖石結構），判斷是否存在雜相。

原子級結構、缺陷分布

透射電子顯微鏡（TEM/HRTEM）

觀察納米級晶體結構、晶格間距，分析材料的缺陷（如三元材料的陽離子混排）。

形貌分析

表面/截面形貌、顆粒尺寸/分布

掃描電子顯微鏡（SEM）

觀察顆粒形狀（如石墨的層狀結構、硅顆粒的團聚狀態）、粒徑分布及表面是否有裂紋。

顆粒團聚狀態、二次顆粒結構

聚焦離子束掃描電鏡（FIB-SEM）

對材料截面進行精細切割，分析內部結構（如正極材料的包覆層厚度）。

粒度與比表面積

粒徑分布、比表面積、孔徑分布

激光粒度儀

測定顆粒的體積 / 數量平均粒徑（如三元材料的 D50、D90），評估分散性。

比表面積及孔徑分析儀（BET）

測材料的比表面積（如石墨的 BET 值影響儲鋰能力）和孔隙率。

電化學性能

充放電容量、循環壽命、倍率性能

電池測試系統（CTS）

模擬電池充放電過程，記錄容量衰減曲線（如 LFP 的循環壽命測試）。

氧化還原反應、離子擴散系數

電化學工作站（EC-lab/Parstat）

測循環伏安（CV）、交流阻抗（EIS）、計時電流法（CA），分析電極反應動力學。

高電壓/低溫/快充性能

高低溫試驗箱 + CTS 組合

模擬極端環境（如 - 40℃低溫、4.5V 高電壓）下的電極性能。

熱穩定性

熱分解溫度、放熱速率

同步熱分析儀（STA/TG-DSC）

測材料在升溫過程中的重量變化（TG）和熱量變化（DSC），如三元材料的熱分解溫度。

熱失控臨界溫度

絕熱加速量熱儀（ARC）

評估材料在絕熱條件下的熱失控風險（如高鎳三元材料的熱失控起始溫度）。

化學組成

元素含量及比例（如 NCM 的 Ni/Co/Mn）

X 射線熒光光譜儀（XRF）

快速分析材料中的金屬元素含量（如三元材料的 Ni 占比是否達標）。

微量元素雜質（如 Fe、Cu 等）

電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）

高精度檢測 ppm 級雜質（雜質會導致電池自放電，需嚴格控制）。

離子傳導性能

離子電導率（液態/固態）

電化學工作站（交流阻抗法）

用交流阻抗（EIS）測試電解質的離子電導率（液態電解質通常要求＞10?3 S/cm）。

固態電解質體相/界面阻抗

高溫阻抗測試系統

測試固態電解質（如 LLZO）在不同溫度下的電導率，評估界面接觸電阻。

電化學穩定性

電化學窗口（耐高/低電壓能力）

線性掃描伏安儀（LSV）

測定電解質在高電位下是否分解（如液態電解質需耐受 4.5V 以上電壓）。

氧化還原穩定性

循環伏安儀（CV）

分析電解質在反復充放電過程中是否發生副反應。

純度與安全性

水分含量

卡爾費休水分測定儀

嚴格控制電解質水分（要求＜20ppm），避免水分與鋰鹽反應產生有害氣體。

阻燃性能

氧指數測定儀、垂直燃燒測試儀

評估電解質（尤其是液態）的阻燃能力（如添加阻燃劑后的燃燒速率）。

有機溶劑純度

氣相色譜儀（GC）

檢測液態電解質中有機溶劑（如 DMC、EC）的純度及雜質含量。

物理尺寸

厚度及均勻性

激光測厚儀、接觸式測厚儀

檢測隔膜厚度（如 PE 隔膜通常為 12-20μm）及不同位置的厚度偏差（要求＜±1μm）。

結構性能

孔隙率、孔徑分布

壓汞儀、孔徑分析儀

測定隔膜的孔隙率（通常 30%-50%）和平均孔徑（0.1-1μm），影響鋰離子傳導效率。

透氣性（氣體透過率）

氣體透過率測試儀（如 Gurley 儀）

用“Gurley 值”表示（單位：秒/100mL），值越小透氣性越好，對應鋰離子遷移阻力低。

力學性能

拉伸強度、斷裂伸長率

萬能材料試驗機（配薄膜夾具）

測試隔膜的縱向（MD）和橫向（TD）拉伸強度（如 PE 隔膜拉伸強度需＞100MPa），避免組裝時破裂。

穿刺強度

穿刺試驗機

模擬電池組裝中極片毛刺對隔膜的穿刺風險，要求穿刺強度＞3N。

熱穩定性

熱收縮率

熱收縮儀（烘箱+影像測量系統）

測定隔膜在高溫（如 120℃、150℃）下的縱向/橫向收縮率（要求＜5%），避免熱失控時短路。

界面性能

電解液潤濕性

接觸角測量儀

測定電解液在隔膜表面的接觸角（要求＜30°），評估隔膜對電解液的吸附能力。

耐電解液腐蝕性

浸泡試驗箱+性能復測系統

將隔膜浸泡在電解液中（如 70℃下 1000h），復測厚度、力學性能，評估穩定性。

尺寸精度

厚度及均勻性

高精度激光測厚儀（分辨率 0.1μm）

檢測集流體厚度（如動力電池用銅箔已降至 4.5μm 以下），要求厚度偏差＜±0.3μm。

表面性能

表面粗糙度、氧化層厚度

原子力顯微鏡（AFM）

分析集流體表面微觀粗糙度（Ra 值），影響電極材料的附著力。

X 射線光電子能譜儀（XPS）

檢測鋁箔表面氧化層（Al?O?）厚度，評估其耐腐蝕性。

電學性能

面電阻、導電性

四探針電阻測試儀

測定集流體的面電阻（如銅箔面電阻需＜0.5mΩ/□），確保電流傳導效率。

耐腐蝕性

抗電解液腐蝕能力

鹽霧試驗機、浸泡腐蝕試驗箱

模擬集流體在電解液中的長期腐蝕行為（如鋁箔在高電壓下是否被腐蝕）。