Mikroskop hjelper flere inspeksjonsdimensjoner av batterier
Opprinnelig på 1600-tallet bruker optiske mikroskoper bølgelengden til synlig lys for å forstørre objekter til en mikronoppløsning, og er mye brukt innen biovitenskap, materialvitenskap og andre felt. Innen batterier kan den observere elektrodestrukturen, oppdage elektrodefeil og vekst av litiumdendritter, og gi verdifulle data for batteriforskning og -utvikling. Imidlertid har den et begrenset observasjonsområde på grunn av begrensningen av synlig lysbølgelengde, som er godt løst ved elektronmikroskopi
Elektronmikroskopet ble introdusert i 1931 og bruker en elektronstråle for å forstørre et objekt med en faktor på 3 millioner for å oppnå nanometeroppløsning. På grunn av den høyere oppløsningen til elektronmikroskopet, i batteriet, kan FoU, med forskjellige sonder, oppnå flerdimensjonal informasjon (sammensetning, karakteriseringsinformasjon, partikkelstørrelse, sammensetningsforhold, etc.), for å oppnå positive og negative elektrodematerialer , ledende midler flere mikrostrukturer som lim og diafragmadeteksjon (observasjon av materialets morfologi, distribusjonstilstand, partikkelstørrelse, tilstedeværelse av defekter, etc.)
▲ SEM-bilder av positive og negative batterimaterialer, ledende midler, bindemidler og membraner Kilde: Zeiss (testet med Zeiss elektronmikroskop)
Skanneelektronmikroskop på grunn av høy oppløsning. Skanneelektronmikroskop. Kan tydelig reflektere og registrere overflatemorfologien til materialet, og dermed bli en av de mest praktiske måtene å karakterisere materialets morfologi
Batteriinspeksjon: Fra 2D til 3D
Selv om 2D-planinspeksjon er enkel og effektiv, kan den noen ganger være partisk. 3D-bildebehandling gir utviklere mer intuitive inspeksjonsresultater, og forbedrer effektiviteten og ytelsen til batteriutvikling.
Spesielt, røntgenmikroskopi-teknologi, som Zeiss Xradia Versa-serien, muliggjør høyoppløselig 3D ikke-destruktiv avbildning av innsiden av batteriet, og skiller mellom elektrodepartikler og porer, membran og luft, etc., som i stor grad kan forenkle prosessen og spare tid
▲ Høyoppløselig bildebehandling av innsiden av en celle (skanner hele prøven - velg området av interesse - zoomer inn og utfører høyoppløselig bildebehandling) Kreditt: ZEISS (testet med ZEISS XRadia Versa-serien røntgenmikroskop)
Med utgangspunkt i dette introduserer ZEISS en firedimensjonal karakteriseringsmetode for vevsutvikling som gjør det mulig å innhente mer informasjon og gir finere detaljer
Neste generasjons fokusert ionstråleteknologi (FIB) er det foretrukne valget når ytterligere høyoppløselige analyser er nødvendig. FIB kombinert med SEM muliggjør finbehandling og observasjon av prøver på nanoskala. Zeiss og Thermo Fisher har begge lansert relaterte mikroskopiprodukter
4. In-situ celletesting og multi-teknologi relaterte applikasjoner
Én testmetode karakteriserer ofte ikke materialegenskaper fullt ut. Derfor har industrien tatt i bruk forskjellig testutstyr for å jobbe sammen for å oppnå multi-metode korrelasjon, som igjen gjør det mulig å få multidimensjonal informasjon under testing, noe som gjør resultatene mer intuitive.
Tidlig var utgangspunktet for multimetodekorrelasjon behovet for å observere objektet som ble testet ved forskjellige oppløsninger. Ved å bruke CT→røntgenmikroskopi→FIB-SEM, velge et område og gradvis zoome inn, kan mer omfattende og nøyaktig informasjon oppnås, samtidig som rask posisjonering kan realiseres, noe som gjør testingen mer effektiv
▲Multi-skala korrelasjonsanalyse av anodematerialer
For å oppnå in-situ multi-skala analyse, som WITec (Tyskland), Tescan (Tsjekkia) og Zeiss har lansert RISE-systemet, som realiserer den kombinerte anvendelsen av Raman-bildebehandling og SEM-teknologi. Gjennom kombinasjonen av celleoverflatetopografi (SEM), elementfordeling (EDS) og informasjon om molekylær sammensetning av elektrodemateriale (Raman-kartlegging)
