隨著科技的進(jìn)步,3C產(chǎn)品的多元化,集成化,便捷化,產(chǎn)品的體積越來越小,鋰電池作為儲(chǔ)能設(shè)備,不僅用于手持式電器,如手機(jī),電腦,也廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè),得益于僅使用電能,幾乎不產(chǎn)生CO2,相比傳統(tǒng)燃油車具有更好環(huán)保效果,因此鋰電池成為了當(dāng)前應(yīng)用*泛的儲(chǔ)能電池。
目前主流的鋰電池技術(shù)有磷酸鐵鋰和三元鋰電池。其中三元鋰電池具有更高的能量密度,更小的重量下具有更高的續(xù)航能力。然而三元鋰電池相比于磷酸鐵鋰電池,耐高溫性較差,如果電池因外部撞擊破壞或內(nèi)部異常損傷,均可導(dǎo)致電池短路,發(fā)生放熱現(xiàn)象,更嚴(yán)重的會(huì)直接自燃。因此,有關(guān)鋰電池的安全性,近來成為網(wǎng)上的熱點(diǎn)話題,也是很多科學(xué)家及企業(yè)需要攻克的難題。
三元鋰電池是由正極,負(fù)極,隔膜,外包材,電解液等組成的。其中隔膜具有隔離電池正負(fù)極,僅讓鋰離子通過的作用。如果電池內(nèi)部隔膜發(fā)生破壞,就會(huì)出現(xiàn)正負(fù)極聯(lián)通導(dǎo)致電池短路放熱,引燃電解液的現(xiàn)象發(fā)生。一般引起隔膜穿刺現(xiàn)象的原因有外部撞擊破壞或內(nèi)部異物破壞導(dǎo)致的。
其中,外部的機(jī)械濫用或是電濫用均有可能導(dǎo)致電池?zé)崾Э囟l(fā)生意外自燃;內(nèi)部異物破壞的誘因可能是原材料內(nèi)部不純凈或工藝問題,而引入一些微米級(jí)別金屬磁性單質(zhì),導(dǎo)致在電池使用過程中出現(xiàn)金屬磁性單質(zhì)刺破隔膜,發(fā)生短路現(xiàn)象。因此針對(duì)于三元鋰電池原材料異物解析,可以采用掃描電鏡及能譜異物分析功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)原料或工藝后期引入的異物的自動(dòng)尋找及分析。
測(cè)試采用FlexSEM1000掃描電鏡和牛津Aztec Feature軟件,對(duì)微孔濾膜上的三元正極粉末的生產(chǎn)原料進(jìn)行大區(qū)域自動(dòng)采集,分析,找出關(guān)注顆粒單質(zhì)Fe,對(duì)單質(zhì)Fe進(jìn)行統(tǒng)計(jì),給出統(tǒng)計(jì)結(jié)果,進(jìn)而評(píng)估原料是否合格。在整個(gè)測(cè)試過程中,設(shè)備自身的自動(dòng)化功能調(diào)整,條件的標(biāo)準(zhǔn)化把控以及Feature軟件自行檢測(cè),記錄與統(tǒng)計(jì),大大的降低了人的依賴性。
測(cè)試特點(diǎn)
1、Flexsem1000可以一鍵切換高低真空,無論是導(dǎo)電與不導(dǎo)電樣品,都無需對(duì)樣品進(jìn)行噴金處理而直接測(cè)試。
2、Flexsem1000配置了高靈敏5分割BSE探頭,可輕松獲得高襯度圖像;且標(biāo)配了自動(dòng)聚焦,自動(dòng)亮度對(duì)比度等自動(dòng)化功能,快速準(zhǔn)確調(diào)整電鏡圖片。
3、使用大面積拼圖功能,可以測(cè)試整個(gè)微孔濾膜上的樣品,獲得全部顆粒的結(jié)果;同時(shí),對(duì)每一個(gè)測(cè)量位置也可以實(shí)現(xiàn)追溯,再分析等功能。
4、根據(jù)自身需求,自行設(shè)置分類異物,在最終結(jié)果中得到異物顆粒的某一單一數(shù)據(jù)或所有異物的數(shù)據(jù),如總個(gè)數(shù),占比等結(jié)果。
5、在測(cè)試分析過程中,可實(shí)現(xiàn)后期無人監(jiān)看,電鏡自行完成樣品臺(tái)上樣品的全部測(cè)試并獲得最終結(jié)果。
FlexSEM1000掃描電鏡為三元鋰電池異物分析提供了測(cè)試方案,不僅幫助檢測(cè)原料異物,同時(shí)在鋰電池隔膜及其它部件微觀表面和成分分析上提供更多的手段。北京創(chuàng)恒科捷為廣大用戶提供鋰電材料及部件的物性測(cè)試解決方案,如鋰電池內(nèi)短路測(cè)試、隔膜等部件物性測(cè)試、異物及表面形狀分析等,更多應(yīng)用可進(jìn)一步探討。
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