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鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

發布時間: 2024-07-22  點擊次數: 1023次

CATL 作為鋰離子電池研發制造公司,在清潔度管控方面的研發投入、經驗積累在行業中都處于前列。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分析?

既然大家都在做鋰電池雜質分析,那這小小的雜質,到底怎么不好了呢?

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

 

 

 

所以,在鋰電池行業,對于正負極材料的雜質,大家都在想盡辦法去把控。

 

 

鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

 

02

 

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

 

這種方法測出來的元素含量的準確性很高,但也存在 2 個主要問題:

  1. 無法定量鋰電雜質顆粒的形態和數量

  2. 無法區分鋰電雜質顆粒的種類(如鐵類、銅類)

 

03

 

我們先來看一下這個新方案,能幫我們解決哪些煩惱~

 

  • 每個雜質顆粒的形貌,尺寸,成分,以及分類都能看!

 

自動識別并采集所有雜質顆粒的形貌及成分信息。清晰的表面形貌有助于分析雜質的產生機理(如摩擦磨損等),成分信息有助于分析雜質產生的來源。

 

鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

每個雜質顆粒的形貌,尺寸,成分,和分類信息都能呈現

 

  • 不同種類的雜質顆粒的數量及成分信息都能看!

 

雜質的分析結果嚴格按照 VDA19 要求的格式呈現,顆粒分類統計結果更有助于評估鋰電池生產的清潔度情況,方便不同批次樣品的對比,以及生產工藝調整的驗證。

 

鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

能檢測到的所有雜質顆粒的數量和成分信息, 一目了然

 

  • 各種雜質顆粒的分布情況都能看!

 

將雜質顆粒的分類統計結果更直觀的體現在直方圖中,結果一目了然。

 

鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

各種雜質顆粒的分布情況(按體積分布)

 

04

 

檢測原理:以掃描電鏡 + 能譜儀為硬件基礎,通過背散射成像的明暗襯度識別顆粒,進而對顆粒進行能譜成分分析,根據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果的報告。

 

鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

Particle X 雜質自動分析系統的工作原理

 

一鍵生成檢測報告時,可以選擇您感興趣的信息,也可以選擇不同的報告存儲格式。不管是用于匯報或存檔(PDF 格式)還是調用數據(Excel 格式),都非常方便。

 

鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

一鍵生成檢測報告(PDF 和 Excel 格式均可)

 

讓我們看一下大家最關注的幾種雜質顆粒的檢測結果(截取自檢測報告)~

 

以下是系統自動篩選出的雜質顆粒的部分結果,可以直觀地看出雜質的形態,成分,種類等信息。

 

鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

 

當然,Particle X 系統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。

 

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ParticleX 參數

 

  • 圖像分辨率:優于 8nm

  • 放大倍數:250,000x

  • 燈絲材料:1,500 小時 CeB6 燈絲

  • 抽真空時間: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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