鋰電清潔度分析：從光鏡到電鏡（下）

發(fā)布時(shí)間： 2023-11-23　　點(diǎn)擊次數(shù)： 2186次

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(duì)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(fù)極還原。當(dāng)負(fù)極中的金屬單質(zhì)積累到一定程度時(shí)，會(huì)形成枝晶，導(dǎo)致隔膜穿孔，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，提高電池的自放電率。嚴(yán)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)線的核心指標(biāo)之一。

鋰電池清潔度分析的意義，一方面是對(duì)清潔度的水平進(jìn)行評(píng)估，另一方面，希望通過(guò)對(duì)金屬顆粒的分析，確定其產(chǎn)生原因，并回溯至對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)工序，進(jìn)行針對(duì)性的管控，從而提升產(chǎn)線的清潔度水平。

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(tǒng)ParticleX Battery ，可實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)顆粒的形態(tài)和數(shù)量分析、區(qū)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(xiàn) 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(cè)原理

掃描電鏡檢測(cè)的原理

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，掃描電鏡是用于樣品微區(qū)形貌、結(jié)構(gòu)及成分的觀察和分析的儀器。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(hào)。這些信號(hào)包括：二次電子、背散射電子、X 射線等。其中，二次電子和背散射電子被相應(yīng)的探頭接收，即可獲得形貌信息；X 射線被能譜探頭接收并分析，即可獲得成分信息。

以掃描電鏡和能譜儀為硬件基礎(chǔ)，通過(guò)軟件系統(tǒng)控制，即可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)對(duì)各類(lèi)雜質(zhì)顆粒進(jìn)行快速識(shí)別、分析和分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，并一鍵生成檢測(cè)報(bào)告。

鋰電清潔度分析測(cè)試結(jié)果如下：

a) 各類(lèi)金屬異物統(tǒng)計(jì)結(jié)果

b) 測(cè)試結(jié)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(xì)信息‍‍‍‍‍

光鏡與電鏡在清潔度分析領(lǐng)域的對(duì)比分析

全自動(dòng)電鏡清潔度分析系統(tǒng)案例：

通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)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(duì)該顆粒做能譜面掃描分析，結(jié)果顯示，Ti 元素集中在顆粒的右側(cè)下層。據(jù)此推測(cè)，該顆粒為 Ti 的涂層由于摩擦或沖擊脫落形成。