A lítium-ion akkumulátorok tisztasága, magas energiasűrűsége és jó körforgási teljesítményük miatt széles körben alkalmazhatók mindennapi életünkben. Különösen az elmúlt években, az új energiajárművek, az energiatároló erőművek gyors fejlődése, a lítium-ion akkumulátorok felhasználása meghaladja a képzelhetőt, egy új energiajármű több ezer akkumulátort integrált, több száz kilogramm, hatalmas mennyiségű akkumulátor összegyűjtött, a biztonsági kérdések különösen fontosak. Az utóbbi években a lítium-akkumulátor elektromos járművek, autók és energiatároló erőművek robbanási balesetek történtek, ezért a lítium-akkumulátor minőségének, biztonságának és egyéb kutatásainak egyre nagyobb figyelmét kapnak, és a lítium-akkumulátor minőségi ellenőrzési technológiájának magasabb követelményei vannak, ami magában foglalja a pozitív-negatív pód anyagokat, membránokat, rézfóliákat, alumíniumfóliákat és még a külső csomagolóanyagokat

Opel és a csoport hosszú ideje foglalkozik az optikai, elektroszkópus területén mikroelemzési munka, keresztül a kommunikáció az ügyfelek széles körében, azt találtuk, hogy az ügyfelek mikroelemzése jelenleg alacsony hatékonyság, az emberi szubjektív tényezők nagy hatással vannak, nem szabványosított és egyéb problémák, ezért létrehoztuk a Huihong technológiai vállalatot, az intelligens szoftver segítségével a mikroelemzés automatizálása és szabványosítása.

Lithium-ion akkumulátor anyagok mikrointelligens elemzési rendszere (LIBMAS)

A lítium-ion akkumulátor a lítium-ion beágyazott vegyületeket elektrodáanyagként használó akkumulátor általános neve, amely elsősorban a lítium-ionok pozitív és negatív pódok közötti mozgásától függ. Az anyagfeldolgozás során bekövetkező hibák miatt a lítium-akkumulátor használat vagy tárolás során még mindig bizonyos valószínűségű hibát jelent.^[1]Például a pórusos elektródák a töltés és a kitöltés során térfogati kiterjedést és összehúzódást tapasztalnak, ami a részecskék fokozatos repedését eredményezi, amelyek az eredeti hibák mentén kialakulnak és kiterjednek, ami az anyag mechanikai töréséhez és az elektroda szerkezetének felbomlásához vezet, ami az elektroda anyagának porításához vezet. Ezeknek az anyagoknak a meghibásodása jelentősen csökkenti a lítium-akkumulátorok használati teljesítményét, és befolyásolja azok használatának megbízhatóságát és biztonságát.

1. ábra: Huihong lítium-ion akkumulátor mikrointelligens elemzési rendszer

A lithium akkumulátor használata során felmerülő különböző hibák esetén a HUIHONG intelligens technológia egyedi szoftvert szabott az ügyfeleknek, hogy megfeleljen az ügyfelek minden igényeinek, a fejlett AI technológia és a képfeldolgozási technológia segítségével gyorsan és pontosan elvégezheti az egykristályos újraegyesítés azonosítását, a repedéses golyó azonosítását, a másodlagos golyós részecskék elosztásának egyenletességének ítéletét, a szakaszpórusok statisztikáját, a membrán pórusok statisztikáját és egyéb lithium akkumu

1) Azonosítás:

Általában a három pozitív anyag előkészítésekor a ko-lecsapódási módszert alkalmazzák.^[2]A nanoszintű egyrészecskék újraegyesülése gömb alakú másodlagos részecskékké halmozódik, de ez a halmozási szerkezet könnyen repedéseket hoz létre, ami az akkumulátor teljesítményének csökkenéséhez vezet.

2. ábra: A szoftver intelligens megkülönbözteti a szakított labdát a normál labdától

A HUIHONG LIBMAS segítségével gyorsan kiszámítható és kiszámítható a repedéses golyók aránya, és információkat kaphat a repedéses golyók repedéséről, ezzel javítva a folyamati feltételeket, mint a II. ábra.
A pozitív pólusú részecskék belseje általában a második golyós részecskék képződő polikristályos szerkezet, és a második golyós részecskéket eltávolítjuk, és felfedezzük, hogy a ciklikus töltés és kitöltés után a részecskék szakaszában sok repedés jelenik meg, mint a 3. ábra. A LIBMAS segítségével azonosítsa a szekciós pórusokat, és gyorsan kapja meg a szekciós pórusok eredményeit.

3. ábra: Másodszoros golyós szakasz pórusok felismerése

2) Csészecskék azonosítása:

A pozitív háromszoros részecskék általában magas hőmérsékletű tiszta oxigén, a sűrített háromszoros termékek általában egy tipikus agglomerációs alakja, azaz egy részecske nagysága körülbelül néhány száz nanométer, a másodlagos gömb részecske néhány és több mint tucat mikron között. A korábbi mesterséges statisztikai elemzés, a SEM képalkotás után kézi mérést kell elvégezni, nagy munkaterhelés, és az emberi mérési hibák vannak; A HUIHONG intelligens elemző szoftver segítségével egy kattintással egyszerűsítheti a folyamatot és rövid idő alatt gyorsan megszerezheti a szabványosított statisztikai eredményeket, mint a IV. ábra.

4. ábra: Egy részecske újraegyesülésének másodlagos gömbrészecske-azonosítása

Az elektrodáanyag részecskemérete befolyásolja az akkumulátor kapacitását, nagyítási teljesítményét és körforgási teljesítményét^[3]A kis méretű részecskék rövidíthetik a lítium-ion szilárd fázisú diffúziós útvonalat, és a belső porózus részecskék több lítium-ion migrációs csatornát kínálnak. A túl kicsi részecskék mérete azonban alacsony Kulon hatékonysághoz és töltési sűrűséghez vezethet, ami befolyásolja az akkumulátor teljes kapacitását. A HUIHONG LIBMAS segítségével hatékonyan azonosítható a részecskék mérete (hosszúság, szélesség, kerület, terület stb.) és eloszlása, mint az 5. ábra.

5. ábra: A szoftver automatikusan megkülönbözteti a reunionált részecskék és a reunionált részecskék szakaszait

3) Egykristályos részecskék azonosítása:

Az egyes nanorészecskékhez képest a konglomér részecskék kisebb, mint a felület, a részecskék jobb folyékonysága, a magas sűrűség és az elektroda-masszív jobb feldolgozhatósága. Azonban az egyesülés ismételt töltése és kisütése során az elektrodák folyamatosan bővülnek és összehúzódnak, és a belső részecskék nagyon könnyen törődnek. A polikristályos pozitív póda anyagokkal összehasonlítva, amelyek könnyen részecskéket törnek, sok tanulmány^[4,5]A kristályszerkezetből indulva elkezdtük vizsgálni az egykristályos háromszoros pozitív pódus anyag tulajdonságait, az eredmények azt mutatják, hogy az egykristályos háromszoros jobb mechanikai szilárdsággal rendelkezik, ezzel gátolva a részecskék törését, és jobb hőstabilitással rendelkezik a magas hőmérsékleti ciklusban is. Az ilyen kutatásoknak pontosan azonosítaniuk kell az egykristályos részecskéket és belső szöveteiket, és a LIBMAS automatikusan azonosíthatja az egyesült részecskékek egyértelmű kontúrját, és mérheti és statisztikázhatja átmérőjüket, mint a hatodik ábra.

6. ábra: Egykristályos részecskék azonosítása

4) A méret második labda felismerése:

Ezen túlmenően a HUIHONG LIBMAS pontosan felismeri a képen lévő összes nagy és kis másodlagos részecskéket, és kiszámítja a nagy és kis részecskék egységes eloszlását a területi ítélet alapján. A 7. ábra.

7. ábra: A méretű kétszeres golyós részecskék elosztásának egyenlőségének azonosítása és statisztikája

5) diafragma porózis statisztikák:

A lítium-akkumulátor diafragma, mint a lítium-akkumulátor fontos része, egy nanoméretű mikropórusos szerkezetű polimer funkcionális anyag, amelynek fő funkciója a rövidzárat megakadályozása, miközben az elektrolit ionok áthaladnak. A kapcsolódó tanulmányok megerősítik^[6]Minél egyenletesebb a diafragma mikroporációja, annál jobb az akkumulátor elektromos teljesítménye.

Az apertúra elosztása elsősorban szkennelő elektronmikroszkóp (SEM) segítségével történik megfigyelésre, de kizárólag a puszta szemmel megfigyelt képek miatt a porózitás jellemzője bizonyos hibákkal és hatékonysággal nem rendelkezik. Ezért az anyag porózitásának pontosabb képeléréséhez a képfeldolgozó szoftvert a SEM-vel kell kombinálni a diafragma porózusok elosztásának és mennyiségi elemzésének igényeinek kielégítéséhez.

8. ábra: Membrán pórusok azonosítása és pórussági statisztikák

A HUIHONG LIBMAS gyorsan megszerezheti a diafragma porózitási információit, észlelheti a diafragma porózitását, a pórusátmérőt és a rostátmérőt, és statisztikailag elemezheti, így képszerűen leírhatja a diafragma felületének szerkezeti részleteit, és javíthatja a lítium-akkumulátor diafragma porózitási értékelésének pontosságát, mint a kilencedik ábra.

A lítium-ion akkumulátor idegen anyagok elemzési rendszere (LIBIAS)

Jelenleg az ipar osztályozása fém és mágneses idegen anyagok a lítium elektropód anyagok a következő három szempontból: fém és nem fém nagyrészecskék, mágneses idegen anyagok, Cu / Zn monomer^[7]Az idegen anyagok bevezetése a nyersanyagok bevezetése és gyártása során történik. Annak érdekében, hogy hatékonyan ellenőrizze a nem fém / fém / mágneses idegen anyagok tartalmát a lítium-ion akkumulátorok pozitív-negatív anyagaiban, általában professzionális berendezések és szoftverek használják az idegen részecskék formáját és összetételét az első szűrő után. Az iparágban korábban optikai vagy manuális mérési módszereket használtak, de ezek a hagyományos vizsgálati módszerek gyakran kevésbé-kevésbé hiányoznak az adatok pontosságában, átfogóságában és következetességében, ami nagyobb kihívást jelent a pontos vizsgálat számára. Jelenleg a lítium akkumulátor anyagok idegen részecskék vizsgálatának fő problémái a következők: 1) az idegen anyagok széles forrása, nehéz nyomon követni, 2) nagy adatmennyiség, időigényes erőfeszítés, 3) a részecskék könnyű újraegyesülése és nehéz azonosítása.

1. ábra: ugyanazon részecskék képe az optikai mikroszkóp (bal) és az elektronmikroskóp (jobb) alatt, valamint az EDS spektroskopiája, amely a részecskék fő összetevője Fe

2. ábra: Az összes részecske eloszlása az elektroszkóp képen

3. ábra: A részecskék újraegyesülése a szűrőmembránon

A hagyományos szoftverek hiányosságának kielégítésére az Opodon csoport tagja, a Huihong Technology fejlesztette ki a "Li-ion akkumulátor idegen anyag elemzési rendszert" (LIBIAS). Ez egy teljesen automatizált tisztaságelemző rendszer, amely pontos, hatékony és könnyen kezelhető funkciókat tartalmaz, amely lehetővé teszi a magas felbontású BSE képgyűjtést, a képfeldolgozást, az elemek kvantitatív tesztelését és így tovább. A következőket tartalmazza: 1) könnyen megkezdhető tesztprogramok, 2) nyitott szabványos könyvtárszerkesztő rendszer, és 3) egy kattintással generálható megfelelő jelentési diagramok.

4. ábra: A részecskétípusok aránya süteménydiagram (bal), triáns statisztikai diagram (jobb)

A HUIHONG Intelligent Technology egy ipari mikrointelligens képelemzési alkalmazási megoldások szolgáltatója. Az „eredetiség, az ipari elemzés vezetése az információs technológiával” elképzeléssel a felhasználók számára teljes körű lítium-akkumulátor intelligens mikroanalitikai megoldásokat kínálnak. A HUIHONG intelligens technológia által fejlesztett "lítium-ion akkumulátor anyagok mikrointelligens elemzési rendszere (LIBMAS)" és a "lítium-ion akkumulátor idegen anyagok elemzési rendszere (LIBIAS)" kombinálja a magas felbontású teljesítményű szkennelő elektroszkópot és az intelligens elemzési szoftvert, hogy megoldja a lítium-ion akkumulátorok teljes sorozatát a lítium-elektromos nyersanyagoktól a pozitív és negatív pólusok, a diafragmánok és a lítium-elektromos tisztaság, hogy segítse a kutatókat a jobb teljesítményű lítium-elektromos termékek kifejles

Referenciák:

[1] Wang Qi-Yu, Wang Shuo, Zhou Ge, Zhang Jie-Nan, Zheng Jie-Yun, Yu Xi-Qian, Li Hong. A lítium akkumulátor hibaelemzésének előrehaladása. Acta Phys-t. Bűn. , 2018, 67(12): 128501. doi: 10.7498/aps.67.20180757.

[2] https://doi.org/10.1016/j.powtec.2009.12.002

[3] János, János. A lítium-ion akkumulátor gyártási folyamat elvei és alkalmazása [M].

[4] https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abc3167.

[5] Xiaojianwei, Liu Liangbin, 符泽卫 stb. Egykristályos LiNi_xCo_ésMn_1-x-ésAz O₂A három pozitív pód anyagok kutatási fejlődése [J]. Akkumulátoripar, 2017, 21(2): 51-54.

[6] Mao Jiyong, Xu Hanliang. A lítium-ion akkumulátorok diafragma porózitásának hatása az akkumulátor teljesítményére [J]. Guangzhou Chemical, 2018,46(14): 78-80.

[7] Huisheng, Zhanjongli, Li Jiang. A lítium elektropóda anyagok fémek és mágneses idegen anyagok folyamat ellenőrzésének tanulmányozása [J].