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)務的走向，因此各類大中小企業(yè)都積極參與到研發(fā)當中。下面  將介紹代表性的新一代電池。

·鋰離子空氣電池

被認為理論容量密度可超過1萬 Wh/kg，在實際試驗中已確認達到約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，推進針對應用的研發(fā)。充放電速度快，即使反復執(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標準的清潔度分析）

“VHX系列”實現(xiàn)了符合汽車行業(yè)的清潔度標準ISO16232/VDA19的清潔度測量。配備精準的自動面積測量、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?？勺詣討獙Ω鞣N目標物的觀察。
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)?？蓮闹羞x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?？蓮椭七^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設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。