RX Solutions丨納米級工業(yè)CT在電池產(chǎn)業(yè)全新應(yīng)用（下）

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發(fā)布者：admin 點擊：1341 發(fā)布時間：2022-1-11

以下結(jié)果摘自第一個循環(huán)期間在電池上進行的原位實驗。在循環(huán)期間進行了一系列18次工業(yè)CT掃描。以下部分對應(yīng)于第一次充放電循環(huán)的5個階段。

1電極膨脹

在初始狀態(tài)下進行的第一次切割顯示出很少的孔隙和電解質(zhì)的存在。隨著充電的進行，排氣產(chǎn)生的孔隙數(shù)量增加，從而增加了電極的體積：因此，我們可以在垂直截面（線的上方）看到紅色虛線升高，這是分離電極的分界線。

所有測量獲得的曲線表明，厚度的增加是相對線性的，在充電結(jié)束時達到60%（紅色曲線）。另一方面，放電過程中的收縮不是完全的：20%的不可逆膨脹仍然存在。在整個實驗過程中，由于三維體積可觀測，我們可以量化樣品在三個方向上的膨脹。

2鋰化

前三次采集（第1列至第3列）也顯示硅顆粒的灰度值降低。這與它們的化學(xué)演化直接相關(guān)：鋰化現(xiàn)象將硅轉(zhuǎn)化為鋰化硅，對X射線的吸收率降低了3倍。這樣的話，在電池充電過程中，我們可以通過觀測灰度值的變化直接觀察到鋰離子與硅的結(jié)合情況。

圖片為里昂MATEIS實驗室的EasyTom 160工業(yè)CT原位試驗中獲得的斷層切片。第一行：單元格的垂直剖面。虛線位于電極和分離器之間的界面。第二行：電極的水平界面。從左到右：電池的第一個循環(huán)放電，約為充電的0%、5%和100%，放電的50%和100%。

在循環(huán)結(jié)束時獲得的切片上，觀察到與初始狀態(tài)相比，硅顆粒的灰度值明顯變低，這證實了化學(xué)現(xiàn)象的完全不可逆性。

3裂縫

人們也想同時觀測硅和其余基體之間的分層情況，但目前原位圖像的質(zhì)量不足以量化這些信息。為了評估這一方面，在工業(yè)CT上重新進行非原位數(shù)據(jù)采集會是一個很有意思的課題。事實上，電池中存在的溶液減少了相位對比現(xiàn)象，盡管目前實驗室設(shè)備性能可能不足，但仍可能觀測到這些細節(jié)。

實驗室微米級斷層掃描儀器已經(jīng)被驗證可用于微觀結(jié)構(gòu)分析,比如分析硅電極鋰離子電池中的材料變化，或是用于惰性樣品的非原位分析和原位實驗。因此，可以更進一步，使用EasyTom 160量化電極中硅的三維分布，并在一個循環(huán)中觀察一系列劣化現(xiàn)象。

EasyTom 160納米級工業(yè)CT設(shè)備，使實驗室和研究中心在受到原有設(shè)備性能的限制時，能夠大幅提高工作效率。

本公司主營項目：測量儀器,軸類測量儀,光學(xué)軸類測量儀,vicivision,工業(yè)CT,無損檢測,3D掃描,光學(xué)三坐標(biāo),X射線三維成像。

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