掃描電鏡應(yīng)用：鋰電池工廠頻發(fā)起火事故金屬異物管控你們還沒做嗎

掃描電鏡（SEM）在鋰電池行業(yè)中對(duì)清潔度的監(jiān)控和分析具有重要意義。鋰電池的清潔度直接關(guān)系到電池的性能、壽命和安全性，尤其是在制造過程中微小雜質(zhì)的存在可能導(dǎo)致電池的失效或性能下降。

01 鋰電池工廠頻發(fā)起火，安全問題不可小覷

2024 年 1 月至 11 月間，全球范圍內(nèi)發(fā)生了多起鋰電池工廠及儲(chǔ)能系統(tǒng)相關(guān)的安全事故，這些事故觸目驚心，不僅造成了人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失，也引發(fā)了對(duì)于鋰電池安全性的廣泛關(guān)注。

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02安全把控，僅做電化學(xué)性能檢測(cè)已不能滿足！

近年來，我國(guó)新能源汽車發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。即便如此，鋰離子電池的安全性，長(zhǎng)期以來備受全社會(huì)關(guān)注。在鋰電行業(yè)愈發(fā)嚴(yán)格的性能及安全要求下，如何進(jìn)一步提升鋰離子動(dòng)力電池安全性，成為行業(yè)亟需解決的問題和痛點(diǎn)。電池是復(fù)雜的系統(tǒng)，其安全性不僅涉及到電芯、模組、電池包、系統(tǒng)四個(gè)層次，更與原材料性質(zhì)息息相關(guān)。

因此，為了保障電池整體的安全，在開發(fā)及生產(chǎn)環(huán)節(jié)便需要提前驗(yàn)證電池的安全特性。這個(gè)過程中，每一個(gè)步驟都對(duì)電池的最終性能有重要影響，因此需要精確控制和高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量管理。過去僅針對(duì)電化學(xué)性能的檢測(cè)手段已不能滿足電池復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景提出的挑戰(zhàn)。

同時(shí)，影響電池安全的因素也有很多，包括：熱穩(wěn)定性、金屬異物、負(fù)極析鋰、隔膜瑕疵、設(shè)計(jì) / 制造缺陷、極片變形 / 微短路等。

03安全把控，要從源頭的金屬異物管控做起

在《鋰離子電池正極材料的質(zhì)量管理》中明確指出，鋰離子電池的性能與正負(fù)極材料的質(zhì)量息息相關(guān)。當(dāng)在正負(fù)極材料中存在金屬雜質(zhì)時(shí)，這些金屬會(huì)先在正極氧化再到負(fù)極還原，當(dāng)負(fù)極處的金屬單質(zhì)累積到一定程度，其沉積金屬堅(jiān)硬的棱角，就會(huì)刺穿隔膜導(dǎo)致電池自放電，從而導(dǎo)致電池失效，甚至引發(fā)熱失控和火災(zāi)，不管是三元鋰電池，還是磷酸鐵鋰電池，針對(duì)原材料中金屬異物的檢測(cè)是非常重要的。

金屬異物導(dǎo)致鋰電池失效機(jī)理

目前，各大動(dòng)力電池廠家對(duì)于金屬異物的管控都進(jìn)行了深入的研究。為了有效評(píng)估金屬顆粒的危害性，需要知道顆粒的詳細(xì)成分，光學(xué)顯微鏡目前應(yīng)用廣泛，但是只能區(qū)分金屬和非金屬，但具體是哪類金屬則無從得知，也會(huì)造成金屬與非金屬的誤識(shí)別，對(duì)小尺寸顆粒的統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性較低，無法分析顆粒的可能來源。因此，這就需要借助電子顯微鏡。

光鏡下的金屬顆粒                                                                                                    光鏡下的非金屬顆粒

光鏡和電鏡下金屬顆粒和非金屬顆粒對(duì)比圖