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鋰電清潔度分析:從光鏡到電鏡(下)

 更新時間:2023-11-23 點擊量:681

為什么要做鋰電清潔度分析?

金屬異物(包括鐵、鎳、銅、鋅、鉻等。)在鋰離子電池的正極材料中的含量對鋰電池的性能有很大的影響。在電池化成階段,金屬異物會先在正極氧化再到負極還原。當負極中的金屬單質(zhì)積累到一定程度時,會形成枝晶,導致隔膜穿孔,導致電池內(nèi)部短路,提高電池的自放電率。嚴重時甚至電池起火爆炸,影響電池的安全性能。目前,金屬異物的控制水平已經(jīng)成為衡量鋰離子電池正極材料生產(chǎn)線的核心指標之一。

鋰電池清潔度分析的意義,一方面是對清潔度的水平進行評估,另一方面,希望通過對金屬顆粒的分析,確定其產(chǎn)生原因,并回溯至對應的生產(chǎn)工序,進行針對性的管控,從而提升產(chǎn)線的清潔度水平。

相較于光鏡在鋰電池清潔度分析方面的缺點,基于掃描電鏡的全自動鋰電清潔度分析系統(tǒng)ParticleX Battery ,可實現(xiàn)雜質(zhì)顆粒的形態(tài)和數(shù)量分析、區(qū)分雜質(zhì)顆粒的種類(如鐵類、銅類)等,并且可以實現(xiàn) 7x24h 不間斷工作。

在介紹全自動鋰電清潔度分析方案之前,先簡單介紹下掃描電鏡的檢測原理

掃描電鏡檢測的原理

簡單來說,掃描電鏡是用于樣品微區(qū)形貌、結(jié)構(gòu)及成分的觀察和分析的儀器。電子槍發(fā)射的電子束在掃描電鏡鏡筒中,通過電磁透鏡聚焦和電場加速,入射到樣品表面,電子束與樣品原子核或核外電子發(fā)生多種相互作用,從而產(chǎn)生各種反映樣品特征的信號。這些信號包括:二次電子、背散射電子、X 射線等。其中,二次電子和背散射電子被相應的探頭接收,即可獲得形貌信息;X 射線被能譜探頭接收并分析,即可獲得成分信息。



以掃描電鏡和能譜儀為硬件基礎,通過軟件系統(tǒng)控制,即可實現(xiàn)全自動對各類雜質(zhì)顆粒進行快速識別、分析和分類統(tǒng)計,并一鍵生成檢測報告。

鋰電清潔度分析測試結(jié)果如下:

a) 各類金屬異物統(tǒng)計結(jié)果

b) 測試結(jié)果合格與否自動判定


c) 各類異物平均成分含量


d) 特殊異物詳細信息?????


光鏡與電鏡在清潔度分析領域的對比分析



全自動電鏡清潔度分析系統(tǒng)案例:

通過自動檢測找到如下顆粒,其主要成分為 Fe-Si-Ti-O。一鍵回到該顆粒位置,采集高清圖像,該顆粒在形態(tài)上呈層片裝。進一步對該顆粒做能譜面掃描分析,結(jié)果顯示,Ti 元素集中在顆粒的右側(cè)下層。據(jù)此推測,該顆粒為 Ti 的涂層由于摩擦或沖擊脫落形成。


ParticleX Battery

全自動電鏡清潔度分析系統(tǒng)優(yōu)勢

3.1 軟硬件一體化設計制造,運行更流暢

3.2 7×24 小時連續(xù)運行,無人值守

3.3 快速獲取清晰圖像,兼顧效率與質(zhì)量

3.4 更高的自動化程度

3.5 更完善的分析鋰電清潔度數(shù)據(jù)庫,更靈活的分類規(guī)則

3.6 更豐富的測試報告格式

3.7 適應各類復雜環(huán)境

  • 不需要單獨的房間,一張桌子就足夠

  • 不需要外加防震裝置,內(nèi)置防震系統(tǒng),可以放置于車間環(huán)境,也可以放置于高樓層

  • 不需要外加防磁裝置,內(nèi)置磁屏蔽,無需進行場地測試和場地改造

  • 不需要專業(yè)技術人員,簡單培訓即可操作

  • 方便搬運和移動,遇到實驗室搬遷等,可以快速搬運,并經(jīng)過簡單組裝即可使用


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