Mikroskop hjælper flere inspektionsdimensioner af batterier
Optiske mikroskoper, der stammer fra det 17. århundrede, bruger bølgelængden af synligt lys til at forstørre objekter til en mikronopløsning og er meget udbredt inden for biovidenskab, materialevidenskab og andre områder. Inden for batterier kan den observere elektrodestrukturen, detektere elektrodefejl og væksten af lithiumdendritter og levere værdifulde data til batteriforskning og -udvikling. Det har dog et begrænset observationsområde på grund af begrænsningen af synligt lys bølgelængde, som er godt løst ved elektronmikroskopi
Elektronmikroskopet blev introduceret i 1931 og bruger en elektronstråle til at forstørre et objekt med en faktor på 3 millioner for at opnå nanometeropløsning. På grund af elektronmikroskopets højere opløsning kan R & D i batteriet med forskellige prober opnå multidimensionel information (sammensætning, karakteriseringsinformation, partikelstørrelse, sammensætningsforhold osv.) For at opnå positive og negative elektrodematerialer , ledende midler flere mikrostrukturer såsom klæbemidler og diafragma-detektion (observation af materialets morfologi, distributionstilstand, partikelstørrelse, tilstedeværelsen af defekter osv.)
▲ SEM-billeder af positive og negative batterimaterialer, ledende midler, bindemidler og membraner Kilde: Zeiss (testet med Zeiss elektronmikroskop)
Scanningselektronmikroskop på grund af dets høje opløsning. Scanningselektronmikroskop. Kan tydeligt reflektere og registrere materialets overflademorfologi og dermed blive et af de mest bekvemme midler til at karakterisere materialets morfologi
Batteriinspektion: Fra 2D til 3D
Selvom 2D plan inspektion er enkel og effektiv, kan den nogle gange være forudindtaget. 3D-billeddannelse giver udviklere mere intuitive inspektionsresultater, hvilket forbedrer effektiviteten og ydeevnen af batteriudvikling.
Især røntgenmikroskopi-teknologi, såsom Zeiss Xradia Versa-serien, muliggør højopløselig 3D ikke-destruktiv billeddannelse af batteriets inderside, hvor der skelnes mellem elektrodepartikler og porer, membran og luft mv., hvilket i høj grad kan forenkle processen og spare tid
▲Billeddannelse i høj opløsning af indersiden af en celle (scanning af hele prøven - valg af interesseområde - zoom ind og udførelse af billeddannelse i høj opløsning) Kredit: ZEISS (testet med ZEISS XRadia Versa-seriens røntgenmikroskop)
Med udgangspunkt i dette introducerer ZEISS en firedimensionel karakteriseringsmetode for vævsudvikling, der gør det muligt at opnå mere information og giver finere detaljer
Næste generations fokuserede ionstråleteknologi (FIB) er det foretrukne valg, når der kræves yderligere højopløsningsanalyser. FIB kombineret med SEM muliggør finbehandling og observation af prøver på nanoskala. Zeiss og Thermo Fisher har begge lanceret relaterede mikroskopiprodukter
4. In-situ celletest og multi-teknologi relaterede applikationer
Én testmetode karakteriserer ofte ikke materialets egenskaber fuldt ud. Derfor har industrien vedtaget forskelligt testudstyr til at arbejde sammen for at opnå multi-metode korrelation, hvilket igen giver mulighed for multidimensionel information, der kan opnås under test, hvilket gør resultaterne mere intuitive.
Tidligt var udgangspunktet for multi-metode korrelation behovet for at observere objektet under test ved forskellige opløsninger. Ved at bruge CT→røntgenmikroskopi→FIB-SEM, vælge et område og gradvist zoome ind, kan mere omfattende og nøjagtig information opnås, mens hurtig positionering kan realiseres, hvilket gør testning mere effektiv
▲Multi-skala korrelationsanalyse af anodematerialer
For at opnå in-situ multi-skala analyse, såsom WITec (Tyskland), Tescan (Tjekkiet) og Zeiss har lanceret RISE-systemet, som realiserer den kombinerede anvendelse af Raman-billeddannelse og SEM-teknologi. Gennem kombinationen af celleoverfladetopografi (SEM), elementarfordeling (EDS) og information om molekylær sammensætning af elektrodemateriale (Raman-kortlægning)
