鋰離子電池、新一代電池的新觀察和分析

人們對于日趨小型、纖薄的電子設(shè)備、要求大容量和安全性的車載電池、住宅蓄電系統(tǒng)等需求的擴大，使鋰離子電池成為重要的工業(yè)領(lǐng)域。鋰離子電池的蓄電容量和充電速度不斷提高，同時也存在發(fā)熱、冒煙、起火等不容忽視的風(fēng)險。因此，在研發(fā)、*、品質(zhì)管理階段，確保安全性是人們需要解決的課題。
隨著鋰離子電池的改良及其性能的提高，各企業(yè)正在推進新一代二次電池的開發(fā)。下面將介紹有望普及和應(yīng)用的、具有代表性的新一代電池的種類和特點。然后總結(jié)在各公司展開激烈競爭的二次電池行業(yè)中存在的有關(guān)觀察和分析的課題。

有望普及和應(yīng)用的新一代電池

隨著EV（電動汽車）等用途范圍的擴大，新一代二次電池需要擁有更大的容量和更高的安全性。該課題決定著今后業(yè)務(wù)的走向，因此各類大中小企業(yè)都積極參與到研發(fā)當(dāng)中。下面  將介紹代表性的新一代電池。

·鋰離子空氣電池

被認(rèn)為理論容量密度可超過1萬 Wh/kg，在實際試驗中已確認(rèn)達到約600 Wh/kg。負極采用金屬鋰，但是由于金屬鋰容易析出，在與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)時，會對安全性和特性造成負面影響，成為了現(xiàn)在面臨的課題。

·全固態(tài)電池

沒有鋰離子電池那樣的電解液，使用固態(tài)電解質(zhì)作為隔膜。優(yōu)點是形狀自由度高，不必擔(dān)心漏液。理論容量密度為2000 Wh/kg以上。這是理論上的值，現(xiàn)階段以500 Wh/kg以上為目標(biāo)，推進針對應(yīng)用的研發(fā)。充放電速度快，即使反復(fù)執(zhí)行充放電循環(huán)，也不易劣化，因此這也是優(yōu)點之一。
固態(tài)電解質(zhì)有硫化物和氧化物。雖然前者具有優(yōu)秀的特性，但是在起火或浸水時有產(chǎn)生硫化氫的危險。從可配備于電子設(shè)備的小型全固態(tài)電池開始投入生產(chǎn)。

·新一代鋰離子電池

采用硅和石墨烯作為負極材料，在有效利用現(xiàn)有制造工序的同時，以增加容量為目的進行研發(fā)。通過更改電解液加速充放電過程也成為了備受關(guān)注的研究項目。

·鋰硫磺電池

理論容量密度為2500 Wh/kg，高于全固態(tài)電池，由于不采用鈷等高價材料，有望實現(xiàn)低成本、大容量的優(yōu)勢。不過，它的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性低，充放電循環(huán)的特性惡化成為課題之一。

·鈉離子電池

容量密度與目前的鋰離子電池相同或略差，但是不需要稀有金屬，可使用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，因此它具有低成本生產(chǎn)的優(yōu)勢。與現(xiàn)有的鋰離子電池相同，它也存在析出時反應(yīng)劇烈等安全方面的課題以及充放電造成的特性惡化。

提高鋰離子電池觀察、分析、評價效率的4K數(shù)碼顯微鏡系統(tǒng)的案例

近年來，隨著數(shù)碼顯微系統(tǒng)的技術(shù)進步，解決了傳統(tǒng)顯微鏡的諸多課題，通過簡單操作更快、更清晰地放大觀察二次電池的各個部位*。全新數(shù)碼顯微系統(tǒng)可顯著提高尺寸測量、污染物（異物）分析、利用圖像和數(shù)值數(shù)據(jù)制作報告等工作的效率。
*與本公司舊VH系列產(chǎn)品的比較

基恩士的超高精細4K數(shù)碼顯微系統(tǒng)“VHX系列”采用先進的高分辨率HR鏡頭、4K CMOS、照明、圖像處理技術(shù)進行清晰的圖像和尺寸測量，提高了二次電池的觀察、分析、評價的效率。
下面將介紹使用“VHX系列”進行鋰離子電池的觀察、分析案例。

異物的計數(shù)（符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的清潔度分析）

“VHX系列”實現(xiàn)了符合汽車行業(yè)的清潔度標(biāo)準(zhǔn)ISO16232/VDA19的清潔度測量。配備精準(zhǔn)的自動面積測量、計數(shù)功能，利用內(nèi)置的高功能照明，獲取高分辨率、大景深的圖像。即使工件上有凹凸部分，也可輕松地對污染物（異物）進行高精度的計數(shù)和測量。
另外，在“詳細分析模式”中，只需從整體膜濾器圖像選擇各種污染物，即可自動移動載物臺，并直接利用高倍率進行詳細觀察。由此完成了比傳統(tǒng)顯微鏡更簡單且更快的異物辨別*。并且，通過并用深度合成與3D高度測量，對凹凸形狀的目標(biāo)物也可進行詳細觀察與三維尺寸數(shù)值化。
*與本公司舊VH系列產(chǎn)品的比較

觀察隔膜劃痕

“VHX系列”的高分辨率（HD）感測頭可自動切換鏡頭，無需更換鏡頭操作即可無縫地放大20倍至6000倍。此外，配備內(nèi)置照明（電動光圈），并涵蓋明視場、暗視場、偏光、微分干涉（DIC）等多種觀察方法。可自動應(yīng)對各種目標(biāo)物的觀察。
例如，難以觀察的隔膜表面細微劃痕，也可通過采用微分干涉技術(shù)的4K高分辨率圖像，簡單快速地實現(xiàn)可視化。

觀察負極材剝落

4K數(shù)碼顯微系統(tǒng)“VHX系列”具有大景深，因此可通過觀察位置整體對焦的清晰4K高精細圖像進行觀察。
此外，內(nèi)置照明單元支持多種拍攝條件，即使光澤各異的材料混合在一起，也可清晰觀察。

并且，如果使用“多方位多功能照明功能”，只需按下按鈕，就可自動獲取多方位照明條件下的數(shù)據(jù)。可從中選取合適觀測圖像，輕松獲得觀察圖像。未選擇的圖像也會被保存，因此可觀察不同照明條件下的圖像。可復(fù)制過去觀察圖像的相同條件，觀察不同的個體，由此減少人為因素導(dǎo)致的觀察和評價偏差。

觀察電池外殼焊接部

在封裝方型外殼的蓋子（封蓋、蓋板）等工序中，焊接品質(zhì)對確保鋰離子電池安全性來說至關(guān)重要。

“VHX系列”實現(xiàn)了強調(diào)細微形狀的全新觀察方法“Optical Shadow Effect Mode”。通過從不同方向照明時拍攝圖像的變化（對比度）進行分析，可檢測出表面的微小凹凸，獲取接近SEM（掃描電子顯微鏡）的觀察圖像。
將該Optical Shadow Effect Mode圖像與顏色信息相重疊，可同時顯示凹凸信息和顏色信息，還可通過用不同顏色顯示凹凸信息（色差圖），簡單易懂地將凹凸信息可視化。

此外，即使在觀察后，也可從保存的圖像中進行凹凸形狀的3D測量及各種位置的輪廓測量。因此，當(dāng)日后需要做更詳細的分析時，不必花時間去重新放置相同的樣品以及重復(fù)設(shè)置相同位置和觀察條件。
而且，如同電腦一樣，“VHX系列”可直接安裝表格計算軟件。獲取的觀察圖像和測量值可自動存入統(tǒng)一格式的表格內(nèi)，大幅減少制作報告所需的工時。

實現(xiàn)鋰離子電池、新一代電池的研發(fā)、*、品質(zhì)管理創(chuàng)新的4K顯微鏡

高精細4K數(shù)碼顯微系統(tǒng)“VHX系列”可輕松獲得4K高分辨率圖像*的清晰度，高精度測量二維和三維尺寸，以及通過污染物計數(shù)和分析獲取數(shù)值數(shù)據(jù)。它是一款強大的工具，可通過高精細圖像和定量的數(shù)值數(shù)據(jù)，解決測量和檢測中存在的課題，大幅地提升作業(yè)效率。

加快從觀察和分析到評價、制作報告的一系列工作的速度，有效縮短工時。這樣便可實現(xiàn)快速的工作流程，在競爭激烈的二次電池市場中占據(jù)重要的位置。

如需了解“VHX系列”的詳情，可通過電話、留言、在線咨詢等方式聯(lián)系我們，我們將竭誠為您服務(wù)。