Pro účely skladování elektrické energie je nezbytná řada analýz a charakterizací vlivu reakce výrobku na elektrody, ke které dochází zejména v oblasti jejich styčných ploch. To vyžaduje analytické techniky schopné odlišit chemické stavy s vysokou citlivostí a vysokým prostorovým rozlišením.
Nejvyužívanější současnou technologií jsou lithium-iontové baterie, které jsou považovány za základ sekundárních zdrojů s vysokou hustotou výkonu, dostatečnou například pro elektromobily. Výkon lithium-iontových baterií, stejně jako jejich životnost, vnitřní odpor nebo kapacita, úzce souvisí s mikrostrukturou jejich elektrod. Ukázalo se, že při zvyšování výkonu a životnosti lithium-iontových baterií má zásadní význam pevná elektrolytová interfáze (SEI). Současným cílem je tak plně porozumět mechanismům a reakcím, které vedou k tvorbě vrstev SEI na elektrodách v lithium-iontových bateriích.
3D FIB-SEM rekonstrukce elektrod v různých cyklických fázích: z hlediska aktivních částic (vlevo), pórovitosti s uhlíkovou černí a všemi ostatními neaktivními materiály (uprostřed) a rozhraní mezi fázemi (vpravo). S laskavým svolením doktora Bohanga Songa z Oxfordské univerzity.
- TESCAN nabízí jedinečnou integraci sekundárního iontového hmotnostního spektrometru FIB-SEM (TOF-SIMS), která umožňuje technologům a vědcům pracujícím v bateriovém průmyslu provádět povrchové analýzy s vysokým rozlišením, stejně jako hloubkové profilování a mapování distribuce prvků v lithium-iontových bateriích.
- Pokročilý softwarový modul FIB-SEM Tomography Advanced kombinuje 3D obrazy s mikroanalytickými signály, které umožňují 3D EDX a 3D EBSD analýzy.
- Zobrazování ve vysokém rozlišení odhaluje mikrostrukturální informace na úrovni kompozitního rámce, tvořeného sférickými mikročásticemi aktivního materiálu, drženými pohromadě polymerní matricí.
- Mikro-CT umožňuje nedestruktivní 3D vyšetření vnitřních struktur různých typů baterií. Dynamické mikro-CT poskytuje vědcům laboratorní metodu pro sledování změn v mikrostruktuře baterie při operacích, jako je cyklování nebo ohřívání.
-
- EDX spektrum elektrody z lithium-iontové baterie.
-
- Korelační zobrazení znázorňující distribuční mapy TOF-SIMS Li překryté FIB-sekundárních elektronových snímcích plně vybité (vlevo) a plně nabité (vpravo) katody. Plné zorné pole je 8 μm.
-
- Spektrum TOF-SIMS elektrod lithium-iontové baterie po 15 nabíjecích cyklech s jasně viditelným lithium-iontovým vrcholem hlavního izotopu (7 m/Q).
-
- Vícerozměrné zobrazení 18650 lithium-iontové baterie.