鋰電清潔度分析：從光鏡到電鏡（下）

​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(fù)極還原。當(dāng)負(fù)極中的金屬單質(zhì)積累到一定程度時(shí)，會形成枝晶，導(dǎo)致隔膜穿孔，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，提高電池的自放電率。嚴(yán)重時(shí)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(biāo)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(jìn)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(yīng)的生產(chǎn)工序，進(jìn)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(diǎn)，基于掃描電鏡的全自動鋰電清潔度分析系統(tǒng)ParticleX Battery ，可實(shí)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(shí)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(yīng)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(chǔ)，通過軟件系統(tǒng)控制，即可實(shí)現(xiàn)全自動對各類雜質(zhì)顆粒進(jìn)行快速識別、分析和分類統(tǒng)計(jì)，并一鍵生成檢測報(bào)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(jì)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(xì)信息‍‍‍‍‍

 

 

光鏡與電鏡在清潔度分析領(lǐng)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(jìn)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(shè)計(jì)制造，運(yùn)行更流暢

3.2 7×24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)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(bào)告格式

3.7 適應(yīng)各類復(fù)雜環(huán)境

• 不需要單獨(dú)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(jìn)行場地測試和場地改造

• 不需要專業(yè)技術(shù)人員，簡單培訓(xùn)即可操作

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