鋰電行業都在關注丨電池材料清潔度檢測新方案

CATL 作為鋰離子電池研發制造公司，在清潔度管控方面的研發投入、經驗積累在行業中都處于前列。如今，CATL 已采用新一代基于掃描電鏡 + 能譜的全自動解決方案，幫助其清潔度控制。

01 為什么要做電池材料的雜質分析？

既然大家都在做鋰電池雜質分析，那這小小的雜質，到底怎么不好了呢？

其實，鋰離子電池的性能與正負極材料的質量息息相關。當在正極材料中存在鐵（Fe）、銅（Cu）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、銀（Ag）等金屬雜質時，這些金屬會先在正極氧化再到負極還原，當負極處的金屬單質累積到一定程度，其沉積金屬堅硬的棱角就會刺穿隔膜，造成電池自放電。當然，負極材料中的雜質元素同樣嚴重影響電池的電化學性能，有可能刺穿隔膜，造成安全隱患。這小小雜質可不得了。

所以，在鋰電池行業，對于正負極材料的雜質，大家都在想盡辦法去把控。

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現在大多數還在使用等離子體發射光譜法（ICP-OES）測定，這種測試方法需要將磁選出的雜質顆粒溶解到酸液中，并給出各個成分的含量均值。

這種方法測出來的元素含量的準確性很高，但也存在 2 個主要問題：

1. 無法定量鋰電雜質顆粒的形態和數量

2. 無法區分鋰電雜質顆粒的種類（如鐵類、銅類）

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我們先來看一下這個新方案，能幫我們解決哪些煩惱~

• 每個雜質顆粒的形貌，尺寸，成分，以及分類都能看！

自動識別并采集所有雜質顆粒的形貌及成分信息。清晰的表面形貌有助于分析雜質的產生機理（如摩擦磨損等），成分信息有助于分析雜質產生的來源。

每個雜質顆粒的形貌，尺寸，成分，和分類信息都能呈現

• 不同種類的雜質顆粒的數量及成分信息都能看！

雜質的分析結果嚴格按照 VDA19 要求的格式呈現，顆粒分類統計結果更有助于評估鋰電池生產的清潔度情況，方便不同批次樣品的對比，以及生產工藝調整的驗證。

能檢測到的所有雜質顆粒的數量和成分信息， 一目了然

• 各種雜質顆粒的分布情況都能看！

將雜質顆粒的分類統計結果更直觀的體現在直方圖中，結果一目了然。

各種雜質顆粒的分布情況（按體積分布）

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檢測原理：以掃描電鏡 + 能譜儀為硬件基礎，通過背散射成像的明暗襯度識別顆粒，進而對顆粒進行能譜成分分析，根據顆粒形貌和成分信息對其智能分類，并且可以一鍵生成檢測結果的報告。

Particle X 雜質自動分析系統的工作原理

一鍵生成檢測報告時，可以選擇您感興趣的信息，也可以選擇不同的報告存儲格式。不管是用于匯報或存檔（PDF 格式）還是調用數據（Excel 格式），都非常方便。

一鍵生成檢測報告（PDF 和 Excel 格式均可）

讓我們看一下大家最關注的幾種雜質顆粒的檢測結果（截取自檢測報告）~

以下是系統自動篩選出的雜質顆粒的部分結果，可以直觀地看出雜質的形態，成分，種類等信息。

當然，Particle X 系統除了可以智能分析電池清潔度外，還可以用來分析鋼鐵夾雜物，汽車清潔度等。

ParticleX 參數

• 圖像分辨率：優于 8nm

• 放大倍數：250,000x

• 燈絲材料：1,500 小時 CeB6 燈絲

• 抽真空時間：小于 30 秒

• 探測器：背散射電子探測器（選配二次電子探測器）

• 樣品室尺寸：100mm x 100mm

• 應用場景：電池清潔度檢測，鋼鐵夾雜物檢測，汽車清潔度檢測