鋰電清潔度分析：從光鏡到電鏡（下）

為什么要做鋰電清潔度分析？

金屬異物(包括鐵、鎳、銅、鋅、鉻等。)在鋰離子電池的正極材料中的含量對鋰電池的性能有很大的影響。在電池化成階段，金屬異物會(huì )先在正極氧化再到負極還原。當負極中的金屬單質(zhì)積累到一定程度時(shí)，會(huì )形成枝晶，導致隔膜穿孔，導致電池內部短路，提高電池的自放電率。嚴重時(shí)甚至電池起火爆炸，影響電池的安全性能。目前，金屬異物的控制水平已經(jīng)成為衡量鋰離子電池正極材料生產(chǎn)線(xiàn)的核心指標之一。

鋰電池清潔度分析的意義，一方面是對清潔度的水平進(jìn)行評估，另一方面，希望通過(guò)對金屬顆粒的分析，確定其產(chǎn)生原因，并回溯至對應的生產(chǎn)工序，進(jìn)行針對性的管控，從而提升產(chǎn)線(xiàn)的清潔度水平。

相較于光鏡在鋰電池清潔度分析方面的缺點(diǎn)，基于掃描電鏡的全自動(dòng)鋰電清潔度分析系統ParticleX Battery ，可實(shí)現雜質(zhì)顆粒的形態(tài)和數量分析、區分雜質(zhì)顆粒的種類(lèi)（如鐵類(lèi)、銅類(lèi)）等，并且可以實(shí)現 7x24h 不間斷工作。

在介紹全自動(dòng)鋰電清潔度分析方案之前，先簡(jiǎn)單介紹下掃描電鏡的檢測原理

掃描電鏡檢測的原理

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，掃描電鏡是用于樣品微區形貌、結構及成分的觀(guān)察和分析的儀器。電子槍發(fā)射的電子束在掃描電鏡鏡筒中，通過(guò)電磁透鏡聚焦和電場(chǎng)加速，入射到樣品表面，電子束與樣品原子核或核外電子發(fā)生多種相互作用，從而產(chǎn)生各種反映樣品特征的信號。這些信號包括：二次電子、背散射電子、X 射線(xiàn)等。其中，二次電子和背散射電子被相應的探頭接收，即可獲得形貌信息；X 射線(xiàn)被能譜探頭接收并分析，即可獲得成分信息。

以?huà)呙桦婄R和能譜儀為硬件基礎，通過(guò)軟件系統控制，即可實(shí)現全自動(dòng)對各類(lèi)雜質(zhì)顆粒進(jìn)行快速識別、分析和分類(lèi)統計，并一鍵生成檢測報告。

鋰電清潔度分析測試結果如下：

a) 各類(lèi)金屬異物統計結果

b) 測試結果合格與否自動(dòng)判定

c) 各類(lèi)異物平均成分含量

d) 特殊異物詳細信息‍‍‍‍‍

光鏡與電鏡在清潔度分析領(lǐng)域的對比分析

全自動(dòng)電鏡清潔度分析系統案例：

通過(guò)自動(dòng)檢測找到如下顆粒，其主要成分為 Fe-Si-Ti-O。一鍵回到該顆粒位置，采集高清圖像，該顆粒在形態(tài)上呈層片裝。進(jìn)一步對該顆粒做能譜面掃描分析，結果顯示，Ti 元素集中在顆粒的右側下層。據此推測，該顆粒為 Ti 的涂層由于摩擦或沖擊脫落形成。

ParticleX Battery

全自動(dòng)電鏡清潔度分析系統優(yōu)勢

3.1 軟硬件一體化設計制造，運行更流暢

3.2 7×24 小時(shí)連續運行，無(wú)人值守

3.3 快速獲取清晰圖像，兼顧效率與質(zhì)量

3.4 更高的自動(dòng)化程度

3.5 更完善的分析鋰電清潔度數據庫，更靈活的分類(lèi)規則

3.6 更豐富的測試報告格式

3.7 適應各類(lèi)復雜環(huán)境

• 不需要單獨的房間，一張桌子就足夠

• 不需要外加防震裝置，內置防震系統，可以放置于車(chē)間環(huán)境，也可以放置于高樓層

• 不需要外加防磁裝置，內置磁屏蔽，無(wú)需進(jìn)行場(chǎng)地測試和場(chǎng)地改造

• 不需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，簡(jiǎn)單培訓即可操作

• 方便搬運和移動(dòng)，遇到實(shí)驗室搬遷等，可以快速搬運，并經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單組裝即可使用