项目名称

多维度跨尺度电化学成像系统

采购预算（元）

5180000

是否接受进口设备

是

序号

设备名称

数量

单位

1

X射线高分辨率显微CT系统

1

套

2

激光显微拉曼光谱系统

1

套

3

原位电化学反应可视化共焦系统

1

套

序号

商务需求

1

交货期的要求：签订合同后150天内，具体时间根据学校要求提前10天通知送货

2

质保期：①Micro-CT系统中标人提供制造商免费质保1年；②激光显微拉曼光谱系统中标人提供制造商免费质保1年；③原位电化学反应可视化共焦系统中标人提供制造商免费质保1年

3

付款方式：合同生效并收到相应发票后支付合同总额的30%作为进度款；设备到达指定安装现场且安装、调试验收合格并提供全额发票后支付合同总额的65%；余款5%待质保期满且无质量问题并经学校确认后无息支付

序号

设备名称

技术参数或功能要求

1

X射线高分辨率显微CT系统

1.1 X光源：采用高强度微焦斑光源

①最大功率：不小于10 W，风冷

②额定电压：20~100 kV连续可变

③焦斑尺寸< 7 μm

▲1.2 CMOS平板X射线探测器

像素规格不小于1944×1536, 物理单元尺寸≤75 µm, 全像素分辨率模式下读取速度不低于26帧/s

1.3四轴高精度样品台

①微步进马达驱动

▲②最大样品：直径不小于96 mm，长度不小于120 mm

1.4提供可调滤片，以获得针对不同样品所需的最优化的能量

①标配1 mm Al，1 mm Cu

②支持用户自定义虑片

▲1.5系统要求

三维分辨率≤4 μm，单次扫描重建容积图分辨率不小于1944×1944×1160，最快扫描时间≤80 s

1.6多种扫描模式

①持常规环形轨迹扫描，即在扫描过程中样品台在固定平面内旋转

②支持螺旋扫描模式，在扫描过程中样品台在平面内旋转，同时沿着旋转轴上下移动，以螺旋轨迹扫描

③支持长样品分部拼接扫描

④局部高分辨率扫描

1.7工具箱

包含设备校准附件，拆卸工具和样品固定台（用于不同尺寸固体、液体或粉末等样品的安置）

1.8放射安全性

防护罩外任何一点辐射剂量<1 μS/h

1.9高性能工作站

配置不低于：128 G 内存，16 TB 硬盘，8 G 图形卡，24吋高清显示器、鼠标、键盘和光驱刻录机等

1.10软件：二维/三维图像分析和可视化软件

①支持GPU加速重构

②装具有授权的螺旋扫描的重构算法

③可以显示多层影片，或以重建空间内部任意选中点为交点显示三个正交截面

④可以针对形态学和密度学定量研究显微CT结果，得到包括各组分物质或结构的含量，尺寸分布等参数，如孔隙率（可定量分析开放孔和封闭孔），孔径/粒径分布，壁厚分布，纤维倾向等

⑤可生成STL格式文件，用于有限元分析和3D打印。三维渲染软件，支持颜色、亮度及材料渲染属性的设置，支持自动生成演示动画，虚拟切割等功能

▲1.11  XRM-XRD 联用定量分项软件TOPAS

1.12  安装要求：台式机

无需外围设备，重量<200公斤

2

激光显微拉曼光谱系统

2.1光谱仪

①仪器采用I 级激光安全等级标准和模块化高稳固设计

②仪器的研究级显微镜、高分辨率光栅、高性能CCD探测器，以及光学系统的主要部件与浇铸合金基座整体结合，保证系统高稳定性

    ③光谱重复性：优于±0.1 cm-1

④拉曼光谱测量范围：

532 nm激光激发：50 cm-1 ~3500 cm-1拉曼位移(可扩展至9000 cm-1)

785 nm激光激发: 50 cm-1 ~3250cm-1拉曼位移

▲2.2光谱仪采用三反射镜无色差消像差光路设计，不允许采用透射式光路，全光谱范围无色差，系统通光效率>30%

▲2.3为确保仪器重心稳定性、避免显微镜白光光源加热光谱仪和光谱仪研究级品质，光谱仪不允许采用Bench on top设计，即光谱仪不允许放置在显微镜的上部

▲2.4 为确保仪器整体性和稳定性，显微镜与光谱仪不允许采用延长管联接

▲2.5 灵敏度，单晶硅三阶峰的信噪比优于30:1，可观察到四阶峰。（检测条件：使用单晶硅片，波长532 nm，样品点功率10 mW，光栅刻线>700线/mm，狭缝宽度（或针孔） 25微米，总曝光时间300秒,binning = 1，50X或100X显微物镜）

▲2.6光谱分辨率，<2 cm-1（检测条件：采用氖灯测量，100×物镜，1800线光栅，+1级衍射；测量氖灯谱线585nm半高宽，全半高宽（FWHM）:<2 cm-1）

2.7激光激发组件

①532 nm高亮度长寿命固体激光器，激光输出功率³20 mW, TEM00空间模式

②785 nm 高亮度长寿命半导体激光器，激光输出功率³80 mW, TEM00空间模式

③瑞利滤光装置：各激发波长均采用长寿命双瑞利滤光片与激光线滤光片

④针对每个激发波长，分别采用优化闪耀角高通光效率高分辨光栅：900线/mm 与1800线/mm (532 nm激光激发) ，400线/mm与 830线/mm（785 nm激光激发）等光栅

★2.8样品点激光功率控制：通过内置激光功率计监测功率衰减，伺服反馈控制连续衰减中性密度滤光片，实现200级以上激光功率调节功能，调节精度0.1 mW

2.9探测器

CCD探测器：半导体制冷-70 ºC控制

量子效率：650 nm处> 50%，暗噪声：<0.01电子/秒/像元，读出噪声：< 7电子/像元

▲2.10共聚焦显微镜

  ①软件控制机械式针孔式真共聚焦技术，以保证层析测量的精度以及高的空间分辨率，不允许采用虚拟狭缝共焦技术

②横向空间分辨率：<0.5 μm；光轴方向纵向分辨率< 1.8 μm

▲2.11 拉曼信号光路自动准直及仪器校正功能

  ①仪器自动准直激光激发光路、拉曼信号传递光路与白光光路至显微镜载物台上的微米级样品点上, 自动实现全光路共轴与能量优化

  ②自动荧光背景扣除：可自动扣除拉曼光谱的荧光背景，适用每个激发波长。无需改变激光输出频率而对拉曼光谱进行差谱的扣除荧光背景的激光微差方法，以避免拉曼光谱变形与失真  

★2.12采用实时X轴校标：采集光谱或拉曼成像进程时可每30分钟进行一次实时校标，每次X轴校标小于45秒，无需外置校标源，无需人工操作

2.13软件与计算机

    拉曼光谱软件包括仪器控制、数据采集、光谱数据分析等各种功能

3

原位电化学反应可视化共焦系统

▲3.1显示系统主体，能够完整清晰地显示出各高度下的聚焦影像。结合观察池以及分析处理软件，更能够观测到锂离子电池在充放电过程中电池内部发生的各种化学变化

①关键面积微距测量，最小可测量长度：0.001 μm

测量可重复性：0.01 μm

②表面形状测量，最小可测量单元：0.001 μm

测量可重复性：0.01 μm

③光源：氙气白光光源

④倍率/视野：最大要求≥1850X

⑤图像传输：最高画质2,048×2,048以上

⑥图像处理：既可以同时取得R・G・B的全焦点图像，又可以进行单色间的切换

⑦扫描速度：15帧/秒以上

3.2电动样品台，用以放置扣式电池观察池

①可移动范围：X方向: 150 mm Y方向: 150 mm

②脉冲分辨率：0.1 μm/脉冲

③最大速度：10 mm/sec

④最大负重：5 kg（表面负重）

3.3电动回转物镜，用以放置镜头，并能够实现Z轴方向的高度调整

①换镜旋座：最多可放置五个物镜，兼容亮领域和暗领域镜头，可兼容镜头位置传感器

②扫描方式：线扫描

③Z轴：≥7 mm 量程，0.001 μm位置探测分辨率

▲3.4图片侦测：对RGB各个波长配备CCD线性图像传感器

3.5显微镜控制器

可通过控制器控制共聚焦系统的各个动作，包括镜头调整，高度的变化，聚焦的调整等

3.6图像处理软件，用于控制电化学反应可视化共聚焦系统。有成熟的分析软件，对观测结果进行定量化分析：

①宏函数：自动化操作和审查

②图像捕捉：可自动操作和审查拼图、视频记录、清晰模式、第一峰值、实时变焦、每个RGB波长的数据捕获、颜色分离、颜色提取、相移模式

③图像处理：可水平校正，Z数据文本转换，二值化，各种滤波，频率选择，角度变化，显示尺寸变化

④测量：可实现形状特征、面积、体积、表面积、直径、周长、伸长、绝对最大长度、费雷比、平均高度、膜厚、近似半径、角度的测量

⑤进行图像解析时可自动读取相对应的充放电数据

⑥膨胀解析：可与充放电数据联动解析电极厚度的变化

⑦颜色解析：可将活物质的颜色变化进行数值化处理，与充电量数据进行联动

▲3.7扣式电池原位观测

①有成熟的扣式电池观察池，可实现扣式电池原位观测

    ②有可用于观察扣式电池极片(φ14 mm至16 mm)的夹具和切割夹具

▲3.8软包电池原位观测

①有成熟的软包电池观察池，可实现软包电池原位观测

②观察池视窗：石英玻璃（126 mm×39.6 mm, 1.1 mm thick）

③尺寸：143.6(W) ×67.8(D) ×57.3(H) mm

④电极夹单元：电极尺寸25 mm，可满足的最大厚度3.5 mm，施加的最大压力1.7 MPa

⑤电极切割装置，实现对软包电池切割后进行充放电实验

▲3.9温控系统：未来可追加温控系统，温度范围为-30℃～+80℃，实现不同温度下的原位观测，并配有低温结露防止功能