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鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

發(fā)布時(shí)間: 2024-07-22  點(diǎn)擊次數(shù): 1027次

CATL 作為鋰離子電池研發(fā)制造公司,在清潔度管控方面的研發(fā)投入、經(jīng)驗(yàn)積累在行業(yè)中都處于前列。如今,CATL 已采用新一代基于掃描電鏡 + 能譜的全自動(dòng)解決方案,幫助其清潔度控制。

 

01 為什么要做電池材料的雜質(zhì)分析?

既然大家都在做鋰電池雜質(zhì)分析,那這小小的雜質(zhì),到底怎么不好了呢?

其實(shí),鋰離子電池的性能與正負(fù)極材料的質(zhì)量息息相關(guān)。當(dāng)在正極材料中存在鐵(Fe)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、銀(Ag)等金屬雜質(zhì)時(shí),這些金屬會(huì)先在正極氧化再到負(fù)極還原,當(dāng)負(fù)極處的金屬單質(zhì)累積到一定程度,其沉積金屬堅(jiān)硬的棱角就會(huì)刺穿隔膜,造成電池自放電。當(dāng)然,負(fù)極材料中的雜質(zhì)元素同樣嚴(yán)重影響電池的電化學(xué)性能,有可能刺穿隔膜,造成安全隱患。這小小雜質(zhì)可不得了。

 

 

 

所以,在鋰電池行業(yè),對于正負(fù)極材料的雜質(zhì),大家都在想盡辦法去把控。

 

 

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

 

02

 

現(xiàn)在大多數(shù)還在使用等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)測定,這種測試方法需要將磁選出的雜質(zhì)顆粒溶解到酸液中,并給出各個(gè)成分的含量均值。

 

這種方法測出來的元素含量的準(zhǔn)確性很高,但也存在 2 個(gè)主要問題:

  1. 無法定量鋰電雜質(zhì)顆粒的形態(tài)和數(shù)量

  2. 無法區(qū)分鋰電雜質(zhì)顆粒的種類(如鐵類、銅類)

 

03

 

我們先來看一下這個(gè)新方案,能幫我們解決哪些煩惱~

 

  • 每個(gè)雜質(zhì)顆粒的形貌,尺寸,成分,以及分類都能看!

 

自動(dòng)識(shí)別并采集所有雜質(zhì)顆粒的形貌及成分信息。清晰的表面形貌有助于分析雜質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)理(如摩擦磨損等),成分信息有助于分析雜質(zhì)產(chǎn)生的來源。

 

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

每個(gè)雜質(zhì)顆粒的形貌,尺寸,成分,和分類信息都能呈現(xiàn)

 

  • 不同種類的雜質(zhì)顆粒的數(shù)量及成分信息都能看!

 

雜質(zhì)的分析結(jié)果嚴(yán)格按照 VDA19 要求的格式呈現(xiàn),顆粒分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果更有助于評估鋰電池生產(chǎn)的清潔度情況,方便不同批次樣品的對比,以及生產(chǎn)工藝調(diào)整的驗(yàn)證。

 

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

能檢測到的所有雜質(zhì)顆粒的數(shù)量和成分信息, 一目了然

 

  • 各種雜質(zhì)顆粒的分布情況都能看!

 

將雜質(zhì)顆粒的分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果更直觀的體現(xiàn)在直方圖中,結(jié)果一目了然。

 

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

各種雜質(zhì)顆粒的分布情況(按體積分布)

 

04

 

檢測原理:以掃描電鏡 + 能譜儀為硬件基礎(chǔ),通過背散射成像的明暗襯度識(shí)別顆粒,進(jìn)而對顆粒進(jìn)行能譜成分分析,根據(jù)顆粒形貌和成分信息對其智能分類,并且可以一鍵生成檢測結(jié)果的報(bào)告。

 

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

Particle X 雜質(zhì)自動(dòng)分析系統(tǒng)的工作原理

 

一鍵生成檢測報(bào)告時(shí),可以選擇您感興趣的信息,也可以選擇不同的報(bào)告存儲(chǔ)格式。不管是用于匯報(bào)或存檔(PDF 格式)還是調(diào)用數(shù)據(jù)(Excel 格式),都非常方便。

 

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

一鍵生成檢測報(bào)告(PDF 和 Excel 格式均可)

 

讓我們看一下大家最關(guān)注的幾種雜質(zhì)顆粒的檢測結(jié)果(截取自檢測報(bào)告)~

 

以下是系統(tǒng)自動(dòng)篩選出的雜質(zhì)顆粒的部分結(jié)果,可以直觀地看出雜質(zhì)的形態(tài),成分,種類等信息。

 

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

 

當(dāng)然,Particle X 系統(tǒng)除了可以智能分析電池清潔度外,還可以用來分析鋼鐵夾雜物,汽車清潔度等。

 

鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

ParticleX 參數(shù)

 

  • 圖像分辨率:優(yōu)于 8nm

  • 放大倍數(shù):250,000x

  • 燈絲材料:1,500 小時(shí) CeB6 燈絲

  • 抽真空時(shí)間:小于 30 秒

  • 探測器:背散射電子探測器(選配二次電子探測器)

  • 樣品室尺寸:100mm x 100mm

  • 應(yīng)用場景:電池清潔度檢測,鋼鐵夾雜物檢測,汽車清潔度檢測

 

 

 

 

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