Nhu cầu sản xuất pin lithium
Cùng với nguồn năng lượng cao và nhu cầu sản xuất xe điện, máy móc chạy bằng pin và bộ lưu trữ năng lượng mặt trời ngày càng tăng, thị trường pin lithium dự kiến sẽ tăng gần gấp ba lên 116 tỷ USD vào năm 2030.
Khi các nhà sản xuất nỗ lực cải thiện hiệu suất pin lithium, việc kiểm soát chất lượng giữ vai trò quan trọng. Các nhà nghiên cứu cần đảm bảo chất lượng của cả nguyên liệu thô và nguyên liệu đã qua xử lý dùng trong sản xuất pin. Họ cũng phải đánh giá chất lượng của các thành phần pin khi chúng được sản xuất. Mọi vấn đề về kiểm soát chất lượng trong quá trình này đều có thể gây ảnh hưởng xấu đến hiệu suất, độ an toàn và tuổi thọ của pin lithium thành phẩm.
Bằng việc sử dụng Phenom XL G2 Desktop SEM kết hợp với các công nghệ khác có sẵn từ Thermo Fisher Scientific như microCT, DualBeam hoặc XPS, người dùng có thể nhanh chóng phân tích các vật liệu và thành phần pin, thu được dữ liệu có độ phân giải cao mà họ cần để tối ưu hóa hiệu suất pin lithium.
Đánh giá chất lượng nguyên liệu thô và nguyên liệu đã qua xử lý của pin
Khi lựa chọn nguyên liệu thô, yếu tố quan trọng nhất là vật liệu được sử dụng làm điện cực. Những vật liệu này có thể bao gồm oxit kim loại lithium, than chì, silicon và các hạt gốc lưu huỳnh và chất lượng của chúng rất quan trọng đối với hiệu suất của pin thành phẩm.
Để tối ưu hóa hiệu suất, công suất và độ ổn định của pin lithium thành phẩm, điều quan trọng là các nhà nghiên cứu phải phân tích kích thước và hình thái của các hạt bên trong vật liệu điện cực. Tuy nhiên, thách thức là những hạt này có kích thước dưới micron. Sử dụng Phenom XL Desktop SEM kết hợp với công cụ tự động thu nhận hình ảnh SmartScan, người dùng có thể phân tích nhanh chóng và chính xác các vật liệu điện cực dưới micron, thu được cả kích thước và hình thái của chúng.
Phenom XL Desktop SEM có thể được trang bị cả SmartScan và Phần mềm Thermo Scientific ParticleMetric để xác minh chất lượng của nguyên liệu thô và nguyên liệu đã qua xử lý được sử dụng cho điện cực pin lithium.
Nguồn điện tử cerium hexaboride (CeB6 ) của Phenom XL Desktop SEM tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao cần thiết để phân tích các hạt có kích thước dưới micron. SmartScan cho phép người dùng tự động thu được hình ảnh từ nhiều mẫu và Phần mềm ParticleMetric cung cấp khả năng phát hiện và đo hạt hoàn toàn tự động.
Bằng cách kết hợp Phenom XL Desktop SEM với SmartScan và Phần mềm ParticleMetric, người dùng có thể thu thập thông tin về kích thước và hình thái của hàng nghìn hạt siêu nhỏ chỉ trong vòng vài phút. Người dùng cũng có thể so sánh sự khác biệt về kích thước và hình thái của các hạt vật liệu của các nhà cung cấp khác nhau hoặc xác định những thay đổi về kích thước và hình thái hạt do các phương pháp xử lý khác nhau.
Phát hiện lỗi trong quá trình sản xuất
Khi các nhà sản xuất tối ưu hóa hiệu suất của pin lithium thành phẩm, điều quan trọng là phải kiểm tra chất lượng bề mặt điện cực catốt. Bất kỳ lỗi hoặc ô nhiễm nào cũng có thể khiến pin lithium thành phẩm xuống cấp nhanh chóng, rút ngắn tuổi thọ tổng thể của pin.
Một trong những khách hàng của Thermo Fisher ở Trung Quốc đang sử dụng Phenom XL Desktop SEM để nghiên cứu các lỗi phát sinh trong quá trình sản xuất. Khách hàng đã chọn Phenom Desktop SEM để thực hiện kiểm tra kiểm soát chất lượng các điện cực âm cực vì họ muốn có càng nhiều thông tin càng tốt để tránh bất kỳ sai sót nào.
Sử dụng Phenom XL Desktop SEM cùng với phần mềm tái tạo 3D, nhà sản xuất có thể phát hiện ra các lỗi và chất gây ô nhiễm cũng như xác định nguồn gốc của chúng.
Người dùng cũng sử dụng kỹ thuật Quang phổ tán sắc năng lượng (EDS) tích hợp với Phenom Desktop SEM để xác nhận rằng các nguyên tố như niken, coban và mangan được phân tán đồng nhất, điều này rất quan trọng đối với hiệu suất của pin. Đồng thời, thông tin này giúp nhà sản xuất phát hiện trước các lỗi và ô nhiễm có thể dẫn đến các vấn đề về hiệu suất và an toàn sau này.
Sản xuất pin lithium chất lượng cao trong tương lai
Sử dụng Phenom XL Desktop SEM, các nhà nghiên cứu có thể đảm bảo chất lượng của pin lithium ở mọi bước của quy trình sản xuất—từ nguyên liệu thô được sử dụng đến các bộ phận cuối cùng được sản xuất. Với thông tin nhanh chóng, chính xác, các nhà sản xuất có thể đẩy nhanh tốc độ đổi mới, cải thiện chất lượng pin tối ưu trong tương lai.
Nguồn: https://www.thermofisher.com/blog/materials/lithium-battery-manufacturing-improved-with-desktop-sem
Minh Khang là nhà phân phối và nhập khẩu trực tiếp các sản phẩm Kính hiển vi điện tử quét (SEM) hãng Thermo Fisher.
EN