鋰電清潔度分析：從光鏡到電鏡（下）

為什么要做鋰電清潔度分析？

金屬異物(包括鐵、鎳、銅、鋅、鉻等。)在鋰離子電池的正極材料中的含量對鋰電池的性能有很大的影響。在電池化成階段，金屬異物會先在正極氧化再到負極還原。當負極中的金屬單質積累到一定程度時，會形成枝晶，導致隔膜穿孔，導致電池內部短路，提高電池的自放電率。嚴重時甚至電池起火爆炸，影響電池的安全性能。目前，金屬異物的控制水平已經成為衡量鋰離子電池正極材料生產線的核心指標之一。

鋰電池清潔度分析的意義，一方面是對清潔度的水平進行評估，另一方面，希望通過對金屬顆粒的分析，確定其產生原因，并回溯至對應的生產工序，進行針對性的管控，從而提升產線的清潔度水平。

相較于光鏡在鋰電池清潔度分析方面的缺點，基于掃描電鏡的全自動鋰電清潔度分析系統ParticleX Battery ，可實現雜質顆粒的形態和數量分析、區分雜質顆粒的種類（如鐵類、銅類）等，并且可以實現 7x24h 不間斷工作。

在介紹全自動鋰電清潔度分析方案之前，先簡單介紹下掃描電鏡的檢測原理

掃描電鏡檢測的原理

簡單來說，掃描電鏡是用于樣品微區形貌、結構及成分的觀察和分析的儀器。電子槍發射的電子束在掃描電鏡鏡筒中，通過電磁透鏡聚焦和電場加速，入射到樣品表面，電子束與樣品原子核或核外電子發生多種相互作用，從而產生各種反映樣品特征的信號。這些信號包括：二次電子、背散射電子、X 射線等。其中，二次電子和背散射電子被相應的探頭接收，即可獲得形貌信息；X 射線被能譜探頭接收并分析，即可獲得成分信息。

以掃描電鏡和能譜儀為硬件基礎，通過軟件系統控制，即可實現全自動對各類雜質顆粒進行快速識別、分析和分類統計，并一鍵生成檢測報告。

鋰電清潔度分析測試結果如下：

a) 各類金屬異物統計結果

b) 測試結果合格與否自動判定

c) 各類異物平均成分含量

d) 特殊異物詳細信息‍‍‍‍‍

光鏡與電鏡在清潔度分析領域的對比分析

全自動電鏡清潔度分析系統案例：

通過自動檢測找到如下顆粒，其主要成分為 Fe-Si-Ti-O。一鍵回到該顆粒位置，采集高清圖像，該顆粒在形態上呈層片裝。進一步對該顆粒做能譜面掃描分析，結果顯示，Ti 元素集中在顆粒的右側下層。據此推測，該顆粒為 Ti 的涂層由于摩擦或沖擊脫落形成。

ParticleX Battery

全自動電鏡清潔度分析系統優勢

3.1 軟硬件一體化設計制造，運行更流暢

3.2 7×24 小時連續運行，無人值守

3.3 快速獲取清晰圖像，兼顧效率與質量

3.4 更高的自動化程度

3.5 更完善的分析鋰電清潔度數據庫，更靈活的分類規則

3.6 更豐富的測試報告格式

3.7 適應各類復雜環境

• 不需要單獨的房間，一張桌子就足夠

• 不需要外加防震裝置，內置防震系統，可以放置于車間環境，也可以放置于高樓層

• 不需要外加防磁裝置，內置磁屏蔽，無需進行場地測試和場地改造

• 不需要專業技術人員，簡單培訓即可操作

• 方便搬運和移動，遇到實驗室搬遷等，可以快速搬運，并經過簡單組裝即可使用