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锂电清洁度分析:从光镜到电镜(下)

 更新时间:2023-11-23 点击量:255

为什么要做锂电清洁度分析?

金属异物(包括铁、镍、铜、锌、铬等。)在锂离子电池的正极材料中的含量对锂电池的性能有很大的影响。在电池化成阶段,金属异物会先在正极氧化再到负极还原。当负极中的金属单质积累到一定程度时,会形成枝晶,导致隔膜穿孔,导致电池内部短路,提高电池的自放电率。严重时甚至电池起火爆炸,影响电池的安全性能。目前,金属异物的控制水平已经成为衡量锂离子电池正极材料生产线的核心指标之一。

锂电池清洁度分析的意义,一方面是对清洁度的水平进行评估,另一方面,希望通过对金属颗粒的分析,确定其产生原因,并回溯至对应的生产工序,进行针对性的管控,从而提升产线的清洁度水平。

相较于光镜在锂电池清洁度分析方面的缺点,基于扫描电镜的全自动锂电清洁度分析系统ParticleX Battery ,可实现杂质颗粒的形态和数量分析、区分杂质颗粒的种类(如铁类、铜类)等,并且可以实现 7x24h 不间断工作。

在介绍全自动锂电清洁度分析方案之前,先简单介绍下扫描电镜的检测原理

扫描电镜检测的原理

简单来说,扫描电镜是用于样品微区形貌、结构及成分的观察和分析的仪器。电子枪发射的电子束在扫描电镜镜筒中,通过电磁透镜聚焦和电场加速,入射到样品表面,电子束与样品原子核或核外电子发生多种相互作用,从而产生各种反映样品特征的信号。这些信号包括:二次电子、背散射电子、X 射线等。其中,二次电子和背散射电子被相应的探头接收,即可获得形貌信息;X 射线被能谱探头接收并分析,即可获得成分信息。



以扫描电镜和能谱仪为硬件基础,通过软件系统控制,即可实现全自动对各类杂质颗粒进行快速识别、分析和分类统计,并一键生成检测报告。

锂电清洁度分析测试结果如下:

a) 各类金属异物统计结果

b) 测试结果合格与否自动判定


c) 各类异物平均成分含量


d) 特殊异物详细信息‍‍‍‍‍


光镜与电镜在清洁度分析领域的对比分析



全自动电镜清洁度分析系统案例:

通过自动检测找到如下颗粒,其主要成分为 Fe-Si-Ti-O。一键回到该颗粒位置,采集高清图像,该颗粒在形态上呈层片装。进一步对该颗粒做能谱面扫描分析,结果显示,Ti 元素集中在颗粒的右侧下层。据此推测,该颗粒为 Ti 的涂层由于摩擦或冲击脱落形成。


ParticleX Battery

全自动电镜清洁度分析系统优势

3.1 软硬件一体化设计制造,运行更流畅

3.2 7×24 小时连续运行,无人值守

3.3 快速获取清晰图像,兼顾效率与质量

3.4 更高的自动化程度

3.5 更完善的分析锂电清洁度数据库,更灵活的分类规则

3.6 更丰富的测试报告格式

3.7 适应各类复杂环境

  • 不需要单独的房间,一张桌子就足够

  • 不需要外加防震装置,内置防震系统,可以放置于车间环境,也可以放置于高楼层

  • 不需要外加防磁装置,内置磁屏蔽,无需进行场地测试和场地改造

  • 不需要专业技术人员,简单培训即可操作

  • 方便搬运和移动,遇到实验室搬迁等,可以快速搬运,并经过简单组装即可使用


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