锂离子电池生产与设计优化---锂电领域的应用案例汇总
现在,终端设备对锂离子电池的要求越来越高:更可靠、更耐用、更长的续航能力。这里提供了一个应用案例合集,详细地展示牛津仪器显微分析技术如何帮助企业提高锂离子电池的性能。
锂离子电池在过去十年中一直是一项关键的使能技术,并被认为是未来绿色能源发展的重要组成部分。结构表征对于确保产品质量和开发下一代电池都是至关重要的。牛津仪器提供的一系列探测器和分析方法,可以应用在锂电池从研发到生产整个流程中。
生产质量控制 | 研究 | ||
粉末原料的质量(纯度)验证 | 电池材料中的元素分布 | ||
污染物的自动识别 | 晶粒大小与取向 | ||
生产过程质量监控 | 了解裂纹的扩展和材料失效机制 | ||
粉末的完整特征(成分、粒度和清洁度) | 轻元素和束流敏感样品的分析 |
为了保证产品的性能、寿命及安全性,锂离子电池所用的材料必须是高纯度的。异物颗粒甚至可能会引起隔膜穿透,造成爆炸、火灾等严重后果,因此,锂离子电池的整个生产过程中,都必须严格监控产品质量。
了解污染源是消除污染和确保产品质量的第一步,AZtecBattery为粉末颗粒中的异物分析提供了一个完全自动化的解决方案,它具有以下特点:
锂离子电池的研发工作围绕着优化电池性能、提高能量密度、提高功率密度、减缓性能退化等方面展开,而这些课题都与材料微纳米尺度的元素分布、晶粒尺寸、晶粒取向、晶界性质等息息相关,因此,在研发的过程中也会涉及大量锂电池材料的元素及结构表征工作。
但是,很多电池材料都是束流敏感材料,在传统的分析中不能获得理想的结果。牛津仪器Symmetry S2(EBSD)和Ultim Max(EDS)探测器所采用的最新技术大大改善了灵敏度,降低了表征过程中对束流及电压的要求,大大助益了该类材料的相关元素及结构信息的全方位表征。
UltimMax和Symmetry S2具有进行以下分析:
现在,终端设备对锂离子电池的要求越来越高:更可靠、更耐用、更长的续航能力。这里提供了一个应用案例合集,详细地展示牛津仪器显微分析技术如何帮助企业提高锂离子电池的性能。
在过去的数十年里,锂离子电池及其所支持的移动便携设备极大程度上改变了我们的生活方式。动力型锂离子电池也改变了汽车生态圈,电动汽车的销售比例逐年增高。用户对电动汽车安全性能的重视推动锂离子电池原料厂商严格控制锂电原材料的清洁度。牛津仪器提供了一种快速、高效分析原料清洁度的工具——AZtecBattery,覆盖从采矿到原料生产的各个环节。
使用EBSD分析三元正极材料NCM颗粒中的结晶状态、晶粒尺寸和织构信息,可以帮助研发人员在正极材料显微结构和电学性能之间建立联系,为电池性能优化提供支持。
研究人员系统地研究锂离子电池材料,目的是提高电池的存储性能和生命周期。基于SEM的各种分析手段为锂电材料的研究提供多维度的信息,而Li元素分析的表征依然是个难题。牛津仪器无窗型探测器Ultim Extreme采用革命性的设计,成功地表征了Li元素在相关材料中的分布。
在许多移动设备上都有锂离子电池的身影,如笔记本电脑、手机。锂离子电池在众多电池品种中脱颖而出,原因在于其超高的能量密度和较弱的记忆效应。锂离子电池也是电动汽车和混合动力汽车的主要电池类型。
在锂离子电池技术面临日益增多的挑战之时,牛津仪器的应用专家将系统地展示如何使用显微分析技术表征锂电材料,以期能够帮助锂电研发人员在能量密度、性价比、安全性和生命周期之间取得平衡。
在该讲座中,我们将介绍如何将EDS、EBSD、EM和AFM的结果整合起来进行可视化分析,案例涉及材料科学和生命科学,如双相钢、电池材料和生物医用植入体。