手機版
化工儀器網手機版
化工儀器網小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關注視頻號
目前，盡管在實驗室研究的鋰離子電池材料的研發已經取得巨大進展，但是從實驗室幾克材料的合成，到千克、以及噸級大規模生產，還存在許多質量控制的盲點。本文作者重點關注下一代鋰離子和鋰金屬電池，分別從電池的原材料、正負極加工工藝、超輕量集流體、以及電池生產過程中的清潔度把控等方面出發，給出了鋰電池大規模量產的機遇和挑戰。
這一研究成果《鋰電池從實驗室研究到大規模量產》，由太平洋西北國家實驗室、華盛頓大學、賓夕法尼亞州立大學和梅賽德斯 - 奔馳北美研發公司以及賽默飛世爾科技共同完成，并發表在國際期刊《nature energy》上。
原文：doi.org/10.1038/s41560-023-01221-y
文章解讀
文中在“對鋰電池原材料和生產過程的表征”部分指出，為了實現可控且高品質的電池材料生產，先進的表征手段在這個過程中非常關鍵。品質把控包括原材料、電極形貌和成分、以及表面處理等眾多步驟。
在品質把控的過程中，來料中有 2 類金屬雜質對于電池性能危害最為嚴重。一種是非磁性顆粒，比如銅 (Cu)、鋅 (Zn) 類。另一種是磁性顆粒，比如鐵 (Fe)、鉻 (Cr)、鎳 (Ni) 以及合金顆粒。
目前電池制造商們主要采用以下 4 種策略來減少生產過程中的雜質顆粒。
策略一：對原料進行嚴格的品質把控
這一過程可以借助電感耦合等離子體發射光譜儀、光學顯微鏡和掃描電鏡（ParticleX Battery 鋰電清潔度檢測系統），來識別原材料的雜質顆粒并分析其成分，這些方法對于磁性顆粒和非磁性顆粒都具有適用性。
策略二：某些生產環節加入除磁步驟
生產工藝中（如攪拌池），添加除磁工藝，以去除磁性顆粒物。
策略三：監測生產車間的環境清潔度
生產車間中任何金屬零件的磨損，都有可能產生異物顆粒，都會影響生產環境的清潔度。這一過程可以使用光學顯微鏡和掃描電鏡（PaticleX Battery 鋰電清潔度檢測系統）來追溯污染來源。
策略四：生產設備的金屬表面涂覆防護涂層
比如在金屬儲罐表面涂覆聚四氟乙烯涂層，以減少漿料中混入金屬碎片的風險。
ParticleX Battery 全自動鋰電清潔度系統
文中使用掃描電鏡進行的清潔度檢測，正是使用飛納電鏡的 ParticleX Battery 鋰電清潔度系統完成的。鋰電池中金屬異物可能導致嚴重的安全事故，對金屬異物的管控也已經成為行業共識。
飛納電鏡 ParticleX Battery 全自動鋰電清潔度分析系統，從異物顆粒的圖像出發，結合顆粒的能譜（成分）信息，可以自動識別、分析和統計銅（Cu）、鋅（Zn）、鐵（Fe）等金屬異物，進而幫助準確分析異物來源，改善生產條件，減少安全事故的發生。
- 自動雜質顆粒識別
- 自動高清圖像采集
- 自動能譜成分分析
- 自動雜質顆粒分類
- 自動雜質顆粒識別
- 自動高清圖像采集
- 自動能譜成分分析
- 自動雜質顆粒分類
免責聲明
- 凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
采購中心