Thermo Fisher團隊 著 / 勀傑科技團隊 譯
鋰離子電池生產
在過去的三十年中，鋰離子電池由於其較輕的重量、更長的充電時間以及在極端條件下的優越性能，已經在能源行業中引起了革命。相較於過去的鎳鎘電池，鋰離子電池的一個關鍵組成部分是石墨，它是用於兩個電極之一（陽極）的主要材料。
當電池充電時，鋰離子通過電解質緩衝區從陰極流向陽極。這個過程在電池放電能量時進行反轉。儘管陰極可以使用各種材料，但由於其豐富、低成本和長周期壽命，石墨成為大多數陽極的首選材料。周期壽命是指電池能夠保持充電的時間，並對技術的進步起到了推動作用。
為什麼在電池中使用石墨？
隨著全球各行業致力於開發更強大的鋰離子電池，以應用於電動車到電網規模的能源儲存站，石墨的作用日益重要。天然石墨通常包含片狀結構，需要轉化為球形形式才能用作陽極材料。另外，合成石墨可以在受控過程中生產，以確保一致的品質。製造高質量的合成石墨需要高達3000°C的溫度。
通過優化石墨的形態，研究人員可以製造具有更高能量密度及倍率性能、較低的第一次不可逆電容量損失、更長周期壽命、更佳安全性能的陽極。球形石墨顆粒可實現更有效的顆粒堆積，從而增加整體導電性。使用掃描電子顯微鏡（SEM），研究人員可以視覺上研究顆粒的形態。掃描電子顯微鏡具有優越的解析度，相較於光學顯微鏡，在觀察像石墨這樣的黑色粉末時更為方便。
用於鋰離子電池的SEM分析
通常，研究人員無法負擔自家的設備或專業知識，而是將樣品發送到配有落地款SEM的測試實驗室進行分析。這些落地款SEM不僅需要由受過培訓的專業人員操作，而且外包這些分析會延遲結果。
透過使用Thermo Scientific Phenom XL桌上型掃描式電子顯微鏡和專用的Auto-Scan軟件，研究人員能夠顯著提高進行這類電池實驗的周轉時間。Phenom XL使研究人員只需進行簡易培訓即能夠在內部進行分析。
憑藉專用的Auto-Scan軟件，Phenom XL可以自動同時測試多達36個樣品，在不到30分鐘內生成超過200張圖像。該軟件易於使用：用戶定義需要分析的位置數量，以及所有位置的所需放大倍數。一旦完成，圖像捕獲可以在夜間無人值守進行，極大地減少了結果交付時間，同時消除了由不同操作者引起的圖像質量變化。
Phenom XL能以10奈米的解析度生成圖像，這使其成為成像20微米石墨顆粒的理想儀器。此外，直觀的用戶界面減少了培訓的需求，使更多的用戶能夠進行這些分析。
隨著全球科學家致力於改進鋰離子電池陽極的石墨，Phenom XL桌上型SEM配有專用的Auto-Scan軟件，可以自動執行所需的重複性測試工作。通過在內部快速而準確地表徵這些樣品，使用者可以加速研發過程，以設計更安全、更強大且壽命更長的鋰離子電池。
欲了解有關電子顯微術如何增強電池研究的更多信息，請查閱Thermo Fisher電池研究網站。同時，觀看Thermo Fisher網絡研討會，了解用於表徵鋰金屬和固態電池的先進診斷工具。
如果您對於掃描式電子顯微鏡(SEM)、電池顆粒分析、元素分析感興趣
歡迎來電/來信 洽詢
TEL: 02-2218-0148 & 0800-888-963
Email: sales@kctech.com.tw
勀傑官方Line帳號：@kctech
