Bateri lithium-ion digunakan secara meluas dalam kehidupan seharian kita kerana kelebihan kebersihan, ketumpatan tenaga yang tinggi dan prestasi kitaran yang baik. Terutamanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pembangunan pesat kereta tenaga baru, loji tenaga penyimpanan, penggunaan bateri lithium-ion melebihi bayangan, kereta tenaga baru diintegrasikan beribu-ribu bateri, sehingga ratusan kilogram, jumlah besar bateri tertumpu bersama-sama, isu keselamatan adalah sangat penting. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kereta elektrik bateri lithium, kereta dan loji tenaga penyimpanan telah mengalami kemalangan letupan, oleh itu, penyelidikan kualiti bateri lithium, keselamatan dan lain-lain semakin mendapat perhatian, teknologi pemeriksaan kualiti bateri lithium juga membuat keperluan yang lebih tinggi, yang meliputi bahan-bahan positif dan negatif, membran, kertas tembaga, kertas aluminium, dan bahkan bahan pembungkusan luar.

Opel dan Kumpulan telah lama terlibat dalam bidang mikroanalisis optik dan elektroskop, melalui pertukaran dengan pelanggan yang luas, kami mendapati bahawa mikroanalisis pelanggan kini mempunyai kecekapan yang rendah, kesan subjektif manusia yang besar, bukan standard dan masalah lain, untuk itu kami menubuhkan syarikat teknologi Huihong, menggunakan perisian pintar untuk mencapai automasi dan standardisasi mikroanalisis.

Sistem Analisis Mikropintar Bahan Bateri Lithium Ion (LIBMAS)

Bateri lithium ion merujuk kepada nama umum bateri bahan elektrod dengan sebatian tertanam lithium ion, ia terutamanya bergantung kepada pergerakan ion lithium antara kutub positif dan negatif untuk bekerja. Oleh kerana kecacatan dalam proses pemprosesan bahan, bateri lithium masih akan mengalami kemungkinan kegagalan semasa penggunaan atau penyimpanan.^[1]Sebagai contoh, elektrod berpori berkembang dan menyusut semasa proses pengecas dan pelepasan, menyebabkan retakan secara beransur-ansur yang muncul dan berkembang di sepanjang kecacatan asal, menyebabkan pecahan mekanikal bahan dan kerosakan struktur elektrod, menyebabkan pembubakan bahan elektrod. Kegagalan bahan ini secara serius mengurangkan prestasi penggunaan bateri lithium, menjejaskan kebolehpercayaan dan keselamatan penggunaannya.

Gambar 1: Sistem Analisis Mikro Pintar Bateri Lithium-ion Huihong

Untuk pelbagai masalah kegagalan yang timbul semasa penggunaan bateri lithium, teknologi pintar Huihong telah menyesuaikan perisian eksklusif untuk pelanggan, memenuhi semua keperluan pelanggan, menggunakan teknologi AI maju dan teknologi pemprosesan imej, yang boleh dengan cepat dan tepat melakukan pengenalan penyatuan kristal tunggal, pengenalan bola pecah, penilaian keseragaman pengedaran zarah bola sekunder, statistik pori seksyen, statistik pori membran dan analisis bahan bateri lithium.

1) Pengenalan:

Biasanya apabila menyediakan bahan tripod positif, kaedah pelepasan bersama digunakan^[2]Membuat satu-satunya zarah berskala nano bertumpuk semula menjadi zarah sekunder berbentuk bola, tetapi struktur penumpukan ini mudah membentuk retakan yang menyebabkan penurunan prestasi bateri.

Gambar 2: Perisian pintar membezakan bola pecah dan bola biasa

Dengan HUIHONG LIBMAS, boleh dengan cepat mengira dan mengira bahagian bola retak, mendapatkan maklumat retak bola retak, dan dengan itu meningkatkan keadaan proses, seperti Gambar II.
Bahagian dalam zarah positif biasanya adalah struktur polikristal yang dibentuk oleh zarah bola kedua, kami mengesampingkan zarah bola kedua dan mendapati sejumlah besar retakan dalam seksyen zarah selepas pengecas dan pelepasan kitaran, seperti dalam Gambar 3. Menggunakan LIBMAS untuk mengenal pasti pori seksyen untuk mendapatkan hasil pori seksyen dengan cepat.

Gambar 3: Pengenalan Pori Seksyen Bola Kedua

2) Pengenalan zarah agregat:

Partikel tripolar positif biasanya memerlukan sinter di bawah oksigen tulen suhu tinggi, produk tripolar sinter biasanya mempunyai bentuk konglomeratif yang khas, iaitu terdiri daripada zarah pertama dengan saiz zarah kira-kira beberapa ratus nanometer, antara beberapa hingga puluhan mikron zarah bola sekunder. Analisis statistik buatan manusia yang digunakan sebelumnya memerlukan pengukuran secara manual selepas imej SEM, beban kerja yang besar, dan kesilapan pengukuran buatan manusia; Menggunakan perisian analisis pintar Huihong, anda boleh beroperasi dengan satu klik, memudahkan proses, dan mendapatkan hasil statistik yang standard dengan cepat dalam masa yang singkat, seperti dalam Gambar 4.

Rajah 4: Pengenalan zarah bola kedua yang dibentuk oleh satu penyatuan semula zarah

Saiz zarah bahan elektrod mempengaruhi kapasiti bateri, prestasi pembesaran dan prestasi kitaran^[3]. Zaraian saiz kecil boleh memperpendek laluan penyebaran fasa pepejal lithium ion, dan zaraian berlubit dalaman boleh menyediakan lebih banyak saluran migrasi lithium ion. Tetapi saiz zarah yang terlalu kecil boleh menyebabkan kecekapan Kurun dan kepadatan pengisian yang rendah, yang menjejaskan kapasiti bateri secara keseluruhan. Dengan HUIHONG LIBMAS boleh dengan cekap mengenal pasti saiz zarah (panjang, lebar, sekitar, kawasan dan lain-lain) dan keadaan pengedaran, seperti Gambar V.

Rajah 5: Perisian secara automatik membezakan bahagian zarah reuni dan zarah reuni

3) Pengenalan zarah kristal tunggal:

Berbanding dengan zarah nano berasingan, zarah konglomer mempunyai kelebihan seperti saiz permukaan yang lebih kecil, aliran zarah yang lebih baik, ketumpatan pemampatan yang tinggi dan pemrosesan yang lebih baik. Walau bagaimanapun, semasa proses pengecas dan pelepasan berulang kali, elektrod terus berkembang dan menyusut, zarah dalaman sangat mudah pecah. Berbanding dengan bahan polikristal positif yang mudah menghasilkan pemusnahan zarah, banyak kajian^[4,5]Sudah bermula dari struktur kristal itu sendiri untuk meneliti sifat-sifat bahan positif tiga kristal tunggal, hasilnya menunjukkan bahawa tiga kristal tunggal mempunyai kekuatan mekanikal yang lebih baik, sehingga menghalang pemecahan zarah dan juga mempunyai kestabilan haba yang lebih baik dalam kitaran suhu tinggi. Penyelidikan seperti ini memerlukan mengenal pasti zarah kristal tunggal dan kain dalamanya, dan LIBMAS boleh mengenal pasti secara automatik zarah kristal tunggal yang jelas dalam zarah reuni dan mengukur dan mengira diameternya, seperti Gambar 6.

Gambar 6: Pengenalan zarah kristal tunggal

4) Pengenalan bola kedua saiz:

Selain itu, HUIHONG LIBMAS juga boleh mengenal pasti semua zarah bola kedua besar dan zarah kecil pada imej, mengira keseragaman pengedaran zarah besar dan zarah kecil berdasarkan penilaian kawasan. seperti gambar 7.

Rajah 7: Pengenalan dan statistik kesetaraan pengedaran zarah bola kedua saiz

5) Statistik porositi membran:

Diaphragm bateri lithium sebagai komponen penting bateri lithium, adalah bahan fungsi polimer dengan struktur mikropori skala nano, fungsi utamanya adalah untuk mencegah sentuhan kutub dan litar pendek berlaku, sementara membolehkan ion elektrolit melalui. Kajian yang berkaitan mengesahkan^[6]Semakin seragam pengagihan lubang mikro membran, prestasi elektrik bateri semakin baik.

Pengedaran apertur terutamanya menggunakan mikroskop elektron imbasan (SEM) untuk pemerhatian, tetapi hanya dengan mata telanjang untuk pemerhatian imej, ciri-ciri porositi mempunyai kesilapan dan kecekapan yang tidak baik. Oleh itu, untuk mendapatkan porositi bahan dengan imej yang lebih tepat, perisian pemprosesan imej perlu digabungkan dengan SEM untuk mencapai keperluan pengedaran porosi diafragma dan analisis kuantitatifnya.

Rajah 8: Pengenalan porosi membran dan statistik porosi

HUIHONG LIBMAS boleh dengan cepat mendapatkan maklumat porositi membran, mengesan porositi membran, diameter porosi dan diameter serat dan menganalisis statistik, sehingga menggambarkan butiran struktur permukaan membran secara gambar, meningkatkan ketepatan penilaian porositi membran bateri lithium, seperti Gambar 9.

Sistem Analisis Alien Bateri Lithium Ion (LIBIAS)

Sekarang industri pengkategorian logam dan benda asing magnetik dalam bahan elektrod lithium terdiri daripada tiga aspek berikut: zarah besar logam dan bukan logam, benda asing magnetik, monomer Cu / Zn^[7]. Bahan asing diperkenalkan dengan cara yang dihasilkan semasa bahan mentah dibawa dan pembuatan. Untuk mengawal kandungan bahan asing bukan logam / logam / magnetik dalam bahan positif dan negatif bateri lithium ion dengan berkesan, peralatan dan perisian profesional biasanya digunakan untuk statistik bentuk dan komponen zarah asing dalam bahan mentah selepas penyaringan awal. Kaedah pengukuran optik atau manual digunakan dalam industri, namun kaedah pengesanan tradisional ini cenderung lebih atau kurang kekurangan dalam ketepatan, keseluruhan dan konsistensi hasil data, yang membawa cabaran yang lebih besar untuk pengesanan yang tepat. Pada masa ini, masalah utama yang dihadapi oleh pengesanan zarah asing dalam bahan bateri lithium adalah: 1) sumber asing yang luas, sukar dikesan, 2) jumlah data yang besar, mengambil masa dan usaha, 3) zarah yang mudah bersatu semula dan sukar mengenal pasti.

Gambar 1: Imej zarah yang sama di bawah mikroskop optik (kiri), mikroskop elektron (kanan) dan spektrum EDS mengenal pasti zarah komponen utama adalah Fe

Gambar 2: Pengedaran semua zarah pada filem penapis di bawah imej elektroskop

Gambar 3: Fenomena penyatuan semula zarah pada filem penapis

Untuk menangani kekurangan perisian tradisional, Hubei Hong Technology, milik kumpulan Opodong, telah membangunkan Sistem Analisis Alien Bateri Lithium Ion (LIBIAS). Ini adalah sistem analisis kebersihan yang sepenuhnya automatik dengan fungsi-fungsi yang tepat, cekap dan mudah digunakan, yang boleh mencapai pengambilan imej BSE definisi tinggi dan pemprosesan imej, ujian kuantitatif unsur dan fungsi-fungsi lain. Termasuk: 1) proses ujian mudah, 2) sistem edit pustaka standard terbuka, dan 3) satu klik untuk menjana carta laporan yang sesuai.

Gambar 4: Gambar kek jenis zarah (kiri), Gambar statistik tiga (kanan)

Huihong Smart Technology adalah penyelesaian aplikasi analisis imej pintar mikro yang memberi tumpuan kepada industri. Dengan visi "berpegang pada asal, memimpin analisis perindustrian dengan teknologi maklumat", kami boleh menyediakan penyelesaian mikroanalisis pintar bateri lithium untuk pengguna. "Sistem Analisis Mikropintar Bahan Bateri Lithium Ion (LIBMAS)" dan "Sistem Analisis Bahan Asing Bateri Lithium Ion (LIBIAS)" yang dibangunkan oleh Huihong Smart Technology menggabungkan elektroskop imbas resolusi tinggi dengan perisian analisis pintar untuk menyelesaikan analisis yang berkaitan dengan bateri lithium ion dari bahan mentah lithium elektrik, ke polar positif dan negatif, membran, kebersihan lithium elektrik, membantu penyelidik membangunkan produk lithium elektrik yang lebih baik.

Rujukan:

[1] Wang Qi-Yu, Wang Shuo, Zhou Ge, Zhang Jie-Nan, Zheng Jie-Yun, Yu Xi-Qian, Li Hong. Kemajuan dalam analisis kegagalan bateri lithium. Akta Phys. Dosa. , 2018, 67(12): 128501. Doi: 10.7498/aps.67.20180757.

[2] https://doi.org/10.1016/j.powtec.2009.12.002

[3] Yang Shaobin, Liang Zheng. Prinsip dan aplikasi proses pembuatan bateri lithium ion [M].

[4] https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abc3167.

[5] Shao Jianwei, Liu 良平, 符泽卫, dan lain-lain. kristal tunggal Lini_xSyarikat_danSyarikat_1-x-yatau₂Kemajuan Penyelidikan Bahan Positif Triple [J]. Industri Bateri, 2017, 21(2): 51-54.

[6] Mao Jieyong, Xu Hanliang. Kesan porositi membran bateri lithium-ion pada prestasi bateri [J]. Guangzhou Chemical, 2018,46(14): 78-80.

[7] Huisheng, Jianyongli, Lijiang. Kajian kawalan proses logam dan benda asing magnetik bahan elektrod lithium [J].Dunia logam berwarna, 2021(17):166-168.