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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。