Микроскоп помогает контролировать различные размеры батарей
Оптические микроскопы, возникшие в 17 веке, используют длину волны видимого света для увеличения объектов до микронного разрешения и широко используются в науках о жизни, материаловедении и других областях. В области аккумуляторов он может наблюдать структуру электродов, обнаруживать дефекты электродов и рост литиевых дендритов, а также предоставлять ценные данные для исследований и разработок аккумуляторов. Однако он имеет ограниченный диапазон наблюдения из-за ограничения длины волны видимого света, которое хорошо решается с помощью электронной микроскопии.
Представленный в 1931 году электронный микроскоп использует электронный луч для увеличения объекта в 3 миллиона раз и достижения нанометрового разрешения. Благодаря более высокому разрешению электронного микроскопа в ходе исследований и разработок батареи с помощью различных зондов можно получить многомерную информацию (состав, информацию о характеристиках, размер частиц, соотношение состава и т. д.) для получения материалов положительных и отрицательных электродов. , проводящие агенты, дополнительные микроструктуры, такие как клеи и диафрагмы, обнаружение (наблюдение за морфологией материала, состоянием распределения, размером частиц, наличием дефектов и т. д.)
▲ СЭМ-изображения материалов положительных и отрицательных батарей, проводящих веществ, связующих веществ и диафрагм. Источник: Zeiss (проверено с помощью электронного микроскопа Zeiss).
Сканирующий электронный микроскоп благодаря своему высокому разрешению. Сканирующий электронный микроскоп. Может четко отражать и фиксировать морфологию поверхности материала, что становится одним из наиболее удобных средств для характеристики морфологии материала.
Проверка батареи: от 2D к 3D
Хотя двухмерный планарный контроль прост и эффективен, иногда он может быть необъективным. Трехмерная визуализация предоставляет разработчикам более интуитивные результаты проверки, повышая эффективность и производительность разработки аккумуляторов.
В частности, технология рентгеновской микроскопии, такая как серия Zeiss Xradia Versa, позволяет получать неразрушающие трехмерные изображения внутренней части батареи с высоким разрешением, различая частицы электрода и поры, диафрагму и воздух и т. д., что может значительно упростить процесс и сэкономить время
▲Визуализация внутренней части клетки с высоким разрешением (сканирование всего образца – выбор интересующей области – увеличение масштаба и получение изображений с высоким разрешением) Кредит: ZEISS (проверено с помощью рентгеновского микроскопа серии ZEISS XRadia Versa)
Основываясь на этом, ZEISS представляет четырехмерный метод определения характеристик эволюции тканей, который позволяет получить больше информации и предоставить более мелкие детали.
Технология сфокусированного ионного пучка (FIB) нового поколения является предпочтительным выбором, когда требуется дальнейший анализ с высоким разрешением. FIB в сочетании с SEM обеспечивает точную обработку и наблюдение образцов на наноуровне. Zeiss и Thermo Fisher выпустили сопутствующие продукты для микроскопии.
4. Испытание ячеек на месте и применение различных технологий.
Один метод испытаний часто не полностью характеризует свойства материала. Поэтому в отрасли применяется различное испытательное оборудование для совместной работы с целью достижения корреляции нескольких методов, что, в свою очередь, позволяет получать многомерную информацию во время тестирования, делая результаты более интуитивными.
Вначале отправной точкой для многометодной корреляции была необходимость наблюдать тестируемый объект с различным разрешением. Используя КТ→рентгеновскую микроскопию→FIB-SEM, выбрав область и постепенно увеличивая масштаб, можно получить более полную и точную информацию, а также можно реализовать быстрое позиционирование, что делает тестирование более эффективным.
▲Многомасштабный корреляционный анализ анодных материалов
Для проведения многомасштабного анализа на месте такие компании, как WITec (Германия), Tescan (Чехия) и Zeiss, запустили систему RISE, которая реализует комбинированное применение рамановской визуализации и технологии SEM. Благодаря сочетанию топографии клеточной поверхности (SEM), распределения элементов (EDS) и информации о молекулярном составе материала электрода (рамановское картирование)
