小至手机和运动手环，大至各种电动汽车，锂离子电池都是其中的关键能源供给装置。锂离子电池重量轻，能量密度大，循环使用寿命长，且不会对环境造成污染。得益于锂离子电池的广泛应用，锂也被誉为“21世纪的能源金属”。
#锂离子电池工作原理#
锂离子电池通常由正极材料、负极材料、隔离膜和电解液四部分组成。电极极片的制造工艺由三个环节组成：一是将特定比例的活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂充分混合，制作成电极负载物；二是将上述电极负载物均匀涂敷在集流体上，正极的集流体一般为铝箔，负极的集流体则一般为铜箔；最后采用干燥、碾压和裁分方法得到不同大小的电极极片。
图1.锂离子电池组成部分
锂离子电池在充放电工作时，锂离子以电解液为介质在正负极之间来回运动。为了防止电池正负极通过电解液发生短路，需要用隔膜将二者分隔。
图2.锂离子电池工作示意图
#电极表面粗糙度的影响#
2016年三星电子Galaxy Note7手机在全球范围内发生上百起爆炸、燃烧事故，之后的调查报告证实了发生事故的原因为电池的设计和制造出现问题。分析认为，Note7手机电池爆炸的原因是正负极材料刺穿薄膜，而三星SDI为了提升电池的能量密度和手机续航时间，将隔膜变薄，从而为正负极材料留出更多空间。越薄的隔膜对工艺要求更严格，同时要要求正负极材料的粗糙度更低，粗糙度高的电极极片更容易刺穿薄的隔膜。
但这并不意味着电极极片的粗糙度越低越好。粗糙度低的电极极片活化面积更小，电池的反应速率更慢，适当提升电极表面粗糙度有助于增加活化面积，从而提升电池的反应速率。但过高的表面粗糙度的极片容易刺穿隔膜，引起短路和爆炸事故。
因此，为了兼顾锂离子电池的使用安全和充放电效率，电极表面粗糙度不宜过高或过低，应设置为一个合理的粗糙度区间。
#FocalStation™光谱共焦测量方案#
锂离子电池电极表面的粗糙度指数Ra通常为几个微米，使用FocalStation™光谱共焦测量系统对电极表面进行自动化扫描，在几分钟之内就可获得电极表面的微观三维形貌数据。利用分析软件的粗糙度分析功能即可导出包含Ra/Rz等多项粗糙度指数的测量报告。
图3.电极表面粗糙度测量3D视图
图4.电极表面粗糙度测量2D视图
