Chất lượng, độ tái lập và hiệu quả chi phí là những yếu tố cốt lõi để mở rộng quy mô sản xuất pin lithium-ion. Từ độ xốp của điện cực đến tính toàn vẹn của màng ngăn, ngay cả những sai lệch nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đến độ an toàn, hiệu suất và độ tin cậy lâu dài của pin.

Giải pháp TESCAN cho Pin

SẢN XUẤT VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRONG TOÀN BỘ VÒNG ĐỜI CELL

Đánh giá độ xốp của điện cực pin Lithium-Ion

Hiểu rõ độ xốp của điện cực đóng vai trò quan trọng trong việc dự đoán khả năng thấm chất điện phân và độ ổn định trong quá trình sạc-xả. Chụp cắt lớp FIB-SEM thể tích lớn với TESCAN AMBER X™ 2 cung cấp các bộ dữ liệu 3D có ý nghĩa thống kê, vượt xa phương pháp phân tích mặt cắt 2D truyền thống.

• Phân tích tỷ phần thể tích rỗng và mạng lưới lỗ xốp trong không gian 3D
• Định lượng sự biến thiên cấu trúc trên các thể tích điện cực lớn
• Tương quan độ xốp với hiệu suất, tuổi thọ và chất lượng sản xuất

Đặc trưng kích thước hạt trong bột pin

Kích thước và hình thái của các hạt trong bột vật liệu hoạt tính ảnh hưởng đến khả năng đóng gói điện cực, độ đồng đều của lớp phủ và độ ổn định lâu dài. Với SEM siêu phân giải UHR và khả năng tự động hóa, TESCAN CLARA™ cho phép phân tích kích thước hạt nhanh chóng và có độ tái lập cao giữa các lô sản xuất.

• Định lượng kích thước, hình dạng và đặc điểm bề mặt của các hạt bột nền Ni
• Sử dụng quy trình tự động để đảm bảo kiểm soát chất lượng nhất quán
• Tối ưu hóa lựa chọn bột nhằm cân bằng giữa dung lượng và độ ổn định

Phân tích độ phân giải cao đối với màng ngăn pin

Màng ngăn đóng vai trò quan trọng cả trong quá trình vận chuyển ion và đảm bảo an toàn cho pin. SEM UHR TESCAN CLARA™ cho phép quan sát cấu trúc lỗ xốp và mạng lưới sợi ở cấp độ nanomet mà không cần phủ lớp dẫn điện, qua đó bảo toàn hình thái bề mặt thực và hỗ trợ nhà sản xuất kiểm soát chất lượng màng ngăn.

• Quan sát lỗ xốp và mạng lưới sợi ở độ phân giải nanomet
• Đánh giá hình thái để đảm bảo độ ổn định cơ học và nhiệt
• Cung cấp các chỉ số chất lượng nhằm duy trì tính nhất quán trong sản xuất

Tìm hiểu vai trò của độ xốp trong điện cực pin Lithium-Ion

Độ xốp là một yếu tố khó quan sát trực tiếp nhưng có ảnh hưởng đến dòng chảy của chất điện phân, quá trình vận chuyển điện tích và đặc tính sạc-xả của pin. Sử dụng TESCAN UniTOM® HR, các nhà nghiên cứu có thể lập bản đồ phân bố và khả năng kết nối của hệ thống lỗ xốp trong điện cực mà không phá hủy mẫu.

• Thu nhận cấu trúc toàn bộ cell bằng micro-CT đa tỷ lệ
• Đo kích thước lỗ xốp và khả năng kết nối ở độ phân giải dưới micromet
• Liên hệ độ xốp với quá trình thấm chất điện phân và độ dẫn ion

Khảo sát độ nhô của điện cực Anode bằng X-ray Micro-CT

Anode overhang cần được duy trì trong các dung sai nghiêm ngặt nhằm hạn chế nguy cơ mạ lithium và các rủi ro về an toàn. Micro-CT TESCAN UniTOM® XL cho phép định lượng hình học của phần nhô điện cực trên các cell hình trụ đã lắp ráp.

• Quan sát cấu trúc jelly roll hoàn chỉnh trong không gian 3D
• Phát hiện sai lệch và tình trạng không đối xứng trong vị trí bố trí điện cực
• Lập bản đồ biến thiên của anode overhang để hỗ trợ thiết kế và đảm bảo chất lượng

Đánh giá không phá hủy pin Lithium-Ion 26650

Các cấu trúc bên trong như vị trí tab điện cực, cấu trúc nắp và độ đối xứng của điện cực có vai trò quan trọng đối với độ an toàn và độ bền của cell hình trụ. TESCAN UniTOM® XL cho phép quan sát và đánh giá các cấu trúc này mà không cần cắt mở pin.

• Kiểm tra tab điện cực, nắp pin và thiết bị ngắt mạch khi có sự cố dòng điện (CID) trong không gian 3D
• Phát hiện sai lệch overhang có thể dẫn đến hiện tượng mạ lithium hoặc sinh khí
• Phân đoạn các thành phần để tích hợp vào digital twin và phục vụ đảm bảo chất lượng

Giải pháp TESCAN

CHO ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG PIN

TESCAN AMBER X™ 2

Hệ thống FIB-SEM năng suất cao dành cho phân tích điện cực thể tích lớn và kiểm soát lỗi.

• Thu nhận dữ liệu 3D về độ xốp, vi cấu trúc và thành phần của điện cực
• Thực hiện chụp cắt lớp tự động với dữ liệu có ý nghĩa thống kê
• Hỗ trợ tối ưu hóa quy trình sản xuất với các kết quả có độ tái lập cao

TESCAN CLARA™

SEM siêu phân giải UHR dành cho các vật liệu và bột pin nhạy cảm.

• Quan sát hình thái và phân bố kích thước hạt
• Phân tích lỗ xốp và mạng lưới sợi của màng ngăn ở cấp độ nanomet
• Sử dụng quy trình tự động để đảm bảo chất lượng nhất quán

TESCAN UniTOM® HR

Micro-CT độ phân giải cao cho chụp ảnh điện cực và vật liệu không phá hủy.

• Định lượng và lập bản đồ độ xốp và khả năng kết nối của lỗ xốp trong điện cực 3D
• Quan sát sự biến thiên vi cấu trúc trên toàn bộ cell
• Liên hệ hình thái cấu trúc với quá trình vận chuyển ion và hiệu suất pin

TESCAN UniTOM® XL

Micro-CT quy mô lớn dành cho kiểm tra pin đã lắp ráp và kiểm soát hình học.

• Quét toàn bộ cell hình trụ mà không cần tháo rời
• Định lượng anode overhang và độ căn chỉnh của các cấu trúc bên trong
• Phát hiện các khuyết tật và sai lệch đối xứng có thể ảnh hưởng đến độ an toàn và tuổi thọ pin