鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測新方案

CATL 作為鋰離子電池研發(fā)制造公司，在清潔度管控方面的研發(fā)投入、經(jīng)驗(yàn)積累在行業(yè)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(dòng)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(zhì)分析？

既然大家都在做鋰電池雜質(zhì)分析，那這小小的雜質(zhì)，到底怎么不好了呢？

其實(shí)，鋰離子電池的性能與正負(fù)極材料的質(zhì)量息息相關(guān)。當(dāng)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(zhì)時(shí)，這些金屬會(huì)先在正極氧化再到負(fù)極還原，當(dāng)負(fù)極處的金屬單質(zhì)累積到一定程度，其沉積金屬堅(jiān)硬的棱角就會(huì)刺穿隔膜，造成電池自放電。當(dāng)然，負(fù)極材料中的雜質(zhì)元素同樣嚴(yán)重影響電池的電化學(xué)性能，有可能刺穿隔膜，造成安全隱患。這小小雜質(zhì)可不得了。

所以，在鋰電池行業(yè)，對于正負(fù)極材料的雜質(zhì)，大家都在想盡辦法去把控。

02

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

這種方法測出來的元素含量的準(zhǔn)確性很高，但也存在 2 個(gè)主要問題：

1. 無法定量鋰電雜質(zhì)顆粒的形態(tài)和數(shù)量

2. 無法區(qū)分鋰電雜質(zhì)顆粒的種類（如鐵類、銅類）

03

我們先來看一下這個(gè)新方案，能幫我們解決哪些煩惱~

• 每個(gè)雜質(zhì)顆粒的形貌，尺寸，成分，以及分類都能看！

自動(dòng)識(shí)別并采集所有雜質(zhì)顆粒的形貌及成分信息。清晰的表面形貌有助于分析雜質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)理（如摩擦磨損等），成分信息有助于分析雜質(zhì)產(chǎn)生的來源。

每個(gè)雜質(zhì)顆粒的形貌，尺寸，成分，和分類信息都能呈現(xiàn)

• 不同種類的雜質(zhì)顆粒的數(shù)量及成分信息都能看！

雜質(zhì)的分析結(jié)果嚴(yán)格按照 VDA19 要求的格式呈現(xiàn)，顆粒分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果更有助于評估鋰電池生產(chǎn)的清潔度情況，方便不同批次樣品的對比，以及生產(chǎn)工藝調(diào)整的驗(yàn)證。

能檢測到的所有雜質(zhì)顆粒的數(shù)量和成分信息， 一目了然

• 各種雜質(zhì)顆粒的分布情況都能看！

將雜質(zhì)顆粒的分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果更直觀的體現(xiàn)在直方圖中，結(jié)果一目了然。

各種雜質(zhì)顆粒的分布情況（按體積分布）

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檢測原理：以掃描電鏡 + 能譜儀為硬件基礎(chǔ)，通過背散射成像的明暗襯度識(shí)別顆粒，進(jìn)而對顆粒進(jìn)行能譜成分分析，根據(jù)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(jié)果的報(bào)告。

Particle X 雜質(zhì)自動(dòng)分析系統(tǒng)的工作原理

一鍵生成檢測報(bào)告時(shí)，可以選擇您感興趣的信息，也可以選擇不同的報(bào)告存儲(chǔ)格式。不管是用于匯報(bào)或存檔（PDF 格式）還是調(diào)用數(shù)據(jù)（Excel 格式），都非常方便。

一鍵生成檢測報(bào)告（PDF 和 Excel 格式均可）

讓我們看一下大家最關(guān)注的幾種雜質(zhì)顆粒的檢測結(jié)果（截取自檢測報(bào)告）~

以下是系統(tǒng)自動(dòng)篩選出的雜質(zhì)顆粒的部分結(jié)果，可以直觀地看出雜質(zhì)的形態(tài)，成分，種類等信息。

當(dāng)然，Particle X 系統(tǒng)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。

ParticleX 參數(shù)

• 圖像分辨率：優(yōu)于 8nm

• 放大倍數(shù)：250,000x

• 燈絲材料：1,500 小時(shí) CeB6 燈絲

• 抽真空時(shí)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(yīng)用場景：電池清潔度檢測，鋼鐵夾雜物檢測，汽車清潔度檢測