Mikroskop pomaga w kontroli wielu wymiarów akumulatorów
Powstałe w XVII wieku mikroskopy optyczne wykorzystują długość fali światła widzialnego do powiększania obiektów z rozdzielczością mikronową i są szeroko stosowane w naukach przyrodniczych, materiałoznawstwie i innych dziedzinach. W dziedzinie akumulatorów może obserwować strukturę elektrod, wykrywać defekty elektrod i wzrost dendrytów litu oraz dostarczać cennych danych do badań i rozwoju akumulatorów. Ma jednak ograniczony zakres obserwacji ze względu na ograniczenie długości fali światła widzialnego, co dobrze rozwiązuje mikroskopia elektronowa
Wprowadzony na rynek w 1931 roku mikroskop elektronowy wykorzystuje wiązkę elektronów do 3-milionowego powiększenia obiektu w celu uzyskania rozdzielczości nanometrowej. Ze względu na wyższą rozdzielczość mikroskopu elektronowego, w badaniach i rozwoju baterii, przy użyciu różnych sond, można uzyskać wielowymiarowe informacje (skład, informacje o charakterystyce, wielkość cząstek, stosunek składu itp.), aby uzyskać materiały elektrod dodatnich i ujemnych , środki przewodzące, więcej mikrostruktur, takich jak kleje i diafragmy, wykrywanie (obserwacja morfologii materiału, stanu rozkładu, wielkości cząstek, obecności defektów itp.)
▲ Obrazy SEM dodatnich i ujemnych materiałów baterii, środków przewodzących, spoiw i membran Źródło: Zeiss (testowane za pomocą mikroskopu elektronowego Zeiss)
Skaningowy mikroskop elektronowy ze względu na wysoką rozdzielczość. Skanowanie mikroskopu elektronowego. Potrafi wyraźnie odzwierciedlać i rejestrować morfologię powierzchni materiału, stając się w ten sposób jednym z najwygodniejszych sposobów scharakteryzowania morfologii materiału
Kontrola akumulatora: od 2D do 3D
Chociaż inspekcja planarna 2D jest prosta i skuteczna, czasami może być stronnicza. Obrazowanie 3D zapewnia programistom bardziej intuicyjne wyniki kontroli, poprawiając wydajność i wydajność opracowywania akumulatorów.
W szczególności technologia mikroskopii rentgenowskiej, taka jak seria Zeiss Xradia Versa, umożliwia nieniszczące obrazowanie 3D wnętrza akumulatora w wysokiej rozdzielczości, rozróżniając cząsteczki i pory elektrody, membranę i powietrze itp., co może w znacznym stopniu wpłynąć na uprościć proces i zaoszczędzić czas
▲ Obrazowanie wnętrza komórki w wysokiej rozdzielczości (skanowanie całej próbki – wybranie obszaru zainteresowania – przybliżanie i wykonanie obrazowania w wysokiej rozdzielczości) Źródło: ZEISS (testowane za pomocą mikroskopu rentgenowskiego ZEISS z serii XRadia Versa)
Na tej podstawie ZEISS wprowadza czterowymiarową metodę charakteryzowania ewolucji tkanek, która pozwala uzyskać więcej informacji i zapewnia dokładniejsze szczegóły
Technologia skupionej wiązki jonów (FIB) nowej generacji jest preferowanym wyborem, gdy wymagane są dalsze analizy o wysokiej rozdzielczości. FIB w połączeniu z SEM umożliwia dokładne przetwarzanie i obserwację próbek w nanoskali. Zeiss i Thermo Fisher wprowadziły na rynek powiązane produkty mikroskopowe
4. Testowanie ogniw in-situ i zastosowania związane z wieloma technologiami
Jedna metoda badawcza często nie pozwala w pełni scharakteryzować właściwości materiału. Dlatego też branża przyjęła różne urządzenia testowe do współpracy w celu osiągnięcia korelacji wielometodowej, co z kolei pozwala na uzyskanie wielowymiarowych informacji podczas testowania, dzięki czemu wyniki są bardziej intuicyjne.
Na początku punktem wyjścia do korelacji wieloma metodami była potrzeba obserwacji badanego obiektu w różnych rozdzielczościach. Używając CT → mikroskopii rentgenowskiej → FIB-SEM, wybierając obszar i stopniowo przybliżając, można uzyskać bardziej kompleksowe i dokładne informacje, a jednocześnie można uzyskać szybkie pozycjonowanie, co zwiększa efektywność testów
▲Wieloskalowa analiza korelacji materiałów anodowych
W celu przeprowadzenia wieloskalowej analizy in-situ firmy WITec (Niemcy), Tescan (Czechy) i Zeiss uruchomiły system RISE, który realizuje połączone zastosowanie obrazowania Ramana i technologii SEM. Dzięki połączeniu topografii powierzchni komórki (SEM), rozkładu pierwiastków (EDS) i informacji o składzie molekularnym materiału elektrody (mapowanie Ramana)
