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锂离子电池的检测方案

栏目 ：公司新闻 发布时间 ：2020-08-28

锂电池大致可分为两类 ：锂金属电池和锂离子电池 。
锂金属电池 ：
即平常所说的纽扣电池 ，一般是使用二氧化锰为正极材料 ，金属锂或其合金金属为负极材料 ，使用非水电解质溶液的电池 。
锂离子电池 ：
一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料 ，石墨为负极材料 ，使用非水电解质的电池 。


目前使用越来越多 ，发展更快的是锂离子电池 。成为大多数电子产品和动力电池的关键能源供给装置 。锂离子电池重量轻 ，锂离子电池不含有金属态的锂 ，是可以充电的 ，能量密度大 ，循环使用寿命长 ，且不会对环境造成污染 。
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锂离子电池的原理
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锂离子电池的结构
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锂离子电池制程工艺
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锂离子电池产业结构
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   对锂离子电池制程工艺和品质来说 ，除了相关的电气性能参数测定 ，在整个锂离子电池制程过程中 ，从正负极的材料 ，到隔膜的生产 ；从管壳的尺寸 ，到冷压切割的尺寸 ；从电极材料涂布的厚度均匀度 ，到极耳的金相以及焊接质量 ；从电极和集流体表面的粗糙度 ，到隔膜界面的微纳尺度三维形貌 ；通过光学显微镜 ，SEM ，AFM的检测 ，不仅观察微观结构 ，控制工艺参数 ，甚至通过能谱以及AFM的电学测量模块 ，对电池的导电性能 ，充放电过程的加以研究 ，对锂离子电池的科研和质量控制起到关键作用 。




锂离子电池检测应用方案





正负极材料的研究

锂离子电池电极的材料主要有铝（正电极）和铜（负电极） 。在充电和放电期间 ，电子转移发生在集流体和活性材料之间。

极耳金相检测和焊接熔深测量

浆料涂布的厚度检测 、极耳尺寸 、PACK联接关键尺寸测量


极耳和壳体的清洁度检测


电极和集流体表面的粗糙度检测

当集流体和电极表面之间的活性材料电阻过大时 ，电子转移的效率降低 ，电容量就会减少 。若集流体的金属箔的表面粗糙度过大，则会增加集流体和电极表面之间的活性材料电阻 ，并降低整体电容量 。


SEM/AFM高分辨无损观察隔膜的三维形貌

   AFM可以高分辨无损观察由有机材料构成的锂离子电池隔膜精细结构 。

            

锂离子电池负极与集电极加压前后的微观分析

从SSRM (扫描扩散电阻显微镜 ，原子力显微镜一种功能模式) 图像可以看出，加压后电极/集电极界面电阻变小 。原因一是从AFM形貌图可以知道电极/集电极之间空穴减少 ，结合更紧密，原因二是通过锂离子电池负极与集电极加压前后微观能谱分析可知 ，加压后有机粘合剂PVdF在界面处分布变少。



隔膜和集流体的制样

由于锂离子电池的隔膜 ，涂布浆料的薄膜 ，集流体等部件相对柔软而且很薄 ，选用合适的制样设备制样 ，才能够观察到最佳的图像 ，同时得到准确的测量结果


    通过以上示例 ，大家可以大致了解金相显微镜 ，激光共聚焦显微镜 ，电镜 ，以及原子力显微镜在锂离子电池生产科研中的作用 ，可以在微观尺度上量测 ，分析 ；对锂离子电池工艺以及性能产生影响的因素 。为开发高性能电池提供有力的帮助 。