Mikroskop umožňuje kontrolu různých rozměrů baterií
Optické mikroskopy vzniklé v 17. století využívají vlnovou délku viditelného světla ke zvětšení objektů na mikronové rozlišení a jsou široce používány ve vědách o živé přírodě, materiálech a dalších oborech. V oblasti baterií dokáže pozorovat strukturu elektrod, detekovat defekty elektrod a růst lithiových dendritů a poskytovat cenná data pro výzkum a vývoj baterií. Má však omezený rozsah pozorování kvůli omezení vlnové délky viditelného světla, což je dobře vyřešeno elektronovou mikroskopií
Elektronový mikroskop, který byl představen v roce 1931, využívá elektronový paprsek ke zvětšení objektu faktorem 3 milionů, aby bylo dosaženo rozlišení nanometrů. Díky vyššímu rozlišení elektronového mikroskopu může výzkum a vývoj v baterii s různými sondami získat vícerozměrné informace (složení, charakterizační informace, velikost částic, poměr složení atd.), aby se dosáhlo pozitivních a negativních materiálů elektrod , vodivá činidla více mikrostruktur jako jsou adheziva a detekce membrán (pozorování morfologie materiálu, stavu distribuce, velikosti částic, přítomnosti defektů atd.)
▲ SEM snímky pozitivních a negativních materiálů baterií, vodivých činidel, pojiv a diafragm Zdroj:Zeiss (testováno elektronovým mikroskopem Zeiss)
Rastrovací elektronový mikroskop díky vysokému rozlišení. Rastrovací elektronový mikroskop. Dokáže jasně odrážet a zaznamenávat povrchovou morfologii materiálu, čímž se stává jedním z nejpohodlnějších prostředků k charakterizaci morfologie materiálu
Kontrola baterie: Od 2D do 3D
Přestože je 2D planární kontrola jednoduchá a efektivní, může být někdy zkreslená. 3D zobrazování poskytuje vývojářům intuitivnější výsledky kontroly, čímž zlepšuje efektivitu a výkon vývoje baterií.
Zejména technologie rentgenové mikroskopie, jako je řada Zeiss Xradia Versa, umožňuje 3D nedestruktivní zobrazení vnitřku baterie s vysokým rozlišením, rozlišuje mezi částicemi elektrod a póry, membránou a vzduchem atd., což může značně zjednodušit proces a ušetřit čas
▲Zobrazení vnitřku buňky s vysokým rozlišením (skenování celého vzorku - výběr oblasti zájmu - přiblížení a zobrazování ve vysokém rozlišení) Uznání: ZEISS (testováno pomocí rentgenového mikroskopu řady ZEISS XRadia Versa)
Na základě toho ZEISS představuje čtyřrozměrnou metodu charakterizace evoluce tkáně, která umožňuje získat více informací a poskytuje jemnější detaily
Technologie fokusovaného iontového svazku (FIB) nové generace je preferovanou volbou, když jsou vyžadovány další analýzy s vysokým rozlišením. FIB v kombinaci s SEM umožňuje jemné zpracování a pozorování vzorků v nanoměřítku. Zeiss a Thermo Fisher uvedly na trh související produkty pro mikroskopii
4. In-situ buněčné testování a multitechnologické aplikace
Jedna zkušební metoda často plně necharakterizuje vlastnosti materiálu. Průmysl proto přijal různá testovací zařízení, aby spolupracovala za účelem dosažení korelace více metod, což zase umožňuje získat vícerozměrné informace během testování, díky čemuž jsou výsledky intuitivnější.
Zpočátku byla výchozím bodem pro vícemetodovou korelaci potřeba pozorovat testovaný objekt v různých rozlišeních. Pomocí CT→Rentgenové mikroskopie→FIB-SEM, výběru oblasti a postupného přibližování lze získat komplexnější a přesnější informace, přičemž lze realizovat rychlé určování polohy, což zefektivňuje testování
▲Vícestupňová korelační analýza materiálů anod
Aby bylo možné dosáhnout in-situ víceúrovňové analýzy, jako WITec (Německo), Tescan (Česká republika) a Zeiss spustily systém RISE, který realizuje kombinovanou aplikaci Ramanova zobrazování a technologie SEM. Prostřednictvím kombinace topografie buněčného povrchu (SEM), distribuce prvků (EDS) a informací o molekulárním složení materiálu elektrod (Ramanovo mapování)
