锂电行业都在关注丨电池材料清洁度检测新方案

CATL 作为锂离子电池研发制造公司，在清洁度管控方面的研发投入、经验积累在行业中都处于前列。如今，CATL 已采用新一代基于扫描电镜 + 能谱的全自动解决方案，帮助其清洁度控制。

01为什么要做电池材料的杂质分析？

既然大家都在做锂电池杂质分析，那这小小的杂质，到底怎么不好了呢？

其实，锂离子电池的性能与正负极材料的质量息息相关。当在正极材料中存在铁（Fe）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、锌（Zn）、银（Ag）等金属杂质时，这些金属会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池自放电。当然，负极材料中的杂质元素同样严重影响电池的电化学性能，有可能刺穿隔膜，造成安全隐患。这小小杂质可不得了。

所以，在锂电池行业，对于正负极材料的杂质，大家都在想尽办法去把控。

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现在大多数还在使用等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定，这种测试方法需要将磁选出的杂质颗粒溶解到酸液中，并给出各个成分的含量均值。

这种方法测出来的元素含量的准确性很高，但也存在 2 个主要问题：

1. 无法定量锂电杂质颗粒的形态和数量

2. 无法区分锂电杂质颗粒的种类（如铁类、铜类）

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我们先来看一下这个新方案，能帮我们解决哪些烦恼~

• 每个杂质颗粒的形貌，尺寸，成分，以及分类都能看！

自动识别并采集所有杂质颗粒的形貌及成分信息。清晰的表面形貌有助于分析杂质的产生机理（如摩擦磨损等），成分信息有助于分析杂质产生的来源。

每个杂质颗粒的形貌，尺寸，成分，和分类信息都能呈现

• 不同种类的杂质颗粒的数量及成分信息都能看！

杂质的分析结果严格按照 VDA19 要求的格式呈现，颗粒分类统计结果更有助于评估锂电池生产的清洁度情况，方便不同批次样品的对比，以及生产工艺调整的验证。

能检测到的所有杂质颗粒的数量和成分信息， 一目了然

• 各种杂质颗粒的分布情况都能看！

将杂质颗粒的分类统计结果更直观的体现在直方图中，结果一目了然。

各种杂质颗粒的分布情况（按体积分布）

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检测原理：以扫描电镜 + 能谱仪为硬件基础，通过背散射成像的明暗衬度识别颗粒，进而对颗粒进行能谱成分分析，根据颗粒形貌和成分信息对其智能分类，并且可以一键生成检测结果的报告。

Particle X 杂质自动分析系统的工作原理

一键生成检测报告时，可以选择您感兴趣的信息，也可以选择不同的报告存储格式。不管是用于汇报或存档（PDF 格式）还是调用数据（Excel 格式），都非常方便。

一键生成检测报告（PDF 和 Excel 格式均可）

让我们看一下大家最关注的几种杂质颗粒的检测结果（截取自检测报告）~

以下是系统自动筛选出的杂质颗粒的部分结果，可以直观地看出杂质的形态，成分，种类等信息。

当然，Particle X 系统除了可以智能分析电池清洁度外，还可以用来分析钢铁夹杂物，汽车清洁度等。

ParticleX 参数

• 图像分辨率：优于 8nm

• 放大倍数：250,000x

• 灯丝材料：1,500 小时 CeB6 灯丝

• 抽真空时间：小于 30 秒

• 探测器：背散射电子探测器（选配二次电子探测器）

• 样品室尺寸：100mm x 100mm

• 应用场景：电池清洁度检测，钢铁夹杂物检测，汽车清洁度检测