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光學顯微鏡在鋰離子電池中的應用

鋰離子電池相關技術，自上世紀60年代開始研究，并在90年代初進行商業化于攝像機之上。經過逐代的技術革新，鋰離子電池技術成功商業化走向市場，成為主流的電池技術。
當前鋰離子電池被廣泛應用于我們生活中的各個場景，諸如智能手機、筆記本電腦，以及電動汽車、電動自行車等各個領域。作為重要的動力源，鋰離子電池的生產需要嚴格的質量監控。光學顯微鏡作為常用的檢測設備，在鋰電池的生產中有著廣泛的應用。

奧林巴斯DSX1000數碼顯微鏡

極片涂布工藝檢查
極片涂布的效果對電池容量、一致性以及**性有重要影響，生產過程中需要檢查涂布后的極片是否滿足工藝要求。
對于起伏明顯的缺陷/樣品，要求顯微鏡具有較大的景深，才能在視野下同時看清不同焦平面的樣品形貌。數碼顯微鏡DSX1000提供了大景深物鏡的選擇，幫助用戶應對此類型樣品的檢查。

數碼顯微鏡DSX1000提供全套17種物鏡，包含大景深物鏡

使用數碼顯微鏡DSX1000采集2D/3D圖像后，用戶可借助分析軟件對樣品的形貌特征進行測量。DSX1000系統不僅支持線寬、表面積、角度和直徑等2D特性的測量，還支持高度、體積、橫截面積和其他3D特性的測量。

使用數碼顯微鏡DSX1000測量極片漿料的涂布厚度

對于涂布厚度的測量，用戶除了對極片截面直接進行觀察測量；也可通過采集3D圖像、并使用軟件的輪廓測量功能的方式，就可由輪廓線的高度差得到涂布厚度的大小。

數碼顯微鏡DSX1000一鍵3D功能幫助進行快速完成圖像采集和后續的數據測量工作

極片分切工藝檢查

毛刺對電池的危害巨大，尺寸較大的毛刺可能直接刺穿隔膜，導致電池內部短路。因此需要對電極毛刺進行嚴格監控。而極片分切工藝是電池制造中毛刺產生的主要過程，因此在此工藝段需要重點關注毛刺的檢查。
毛刺檢查任務有兩個重點：
· 檢查毛刺是否存在

· 測量毛刺尺寸大小

使用數碼顯微鏡DSX1000檢查分切后的極片邊緣是否存在毛刺并測量毛刺尺寸大小

電池的電極毛刺朝向不固定，需要從多個角度進行檢查，確保沒有遺漏。數碼顯微鏡DSX1000的光學放大頭部可以向左或向右傾斜進行觀察，*大傾斜角度為90°。多角度傾斜觀察的設計可幫助用戶靈活應對毛刺檢查。

傾斜觀察效果

進行毛刺檢查時，一般是先在低倍下進行極片的宏觀檢查，發現異常后再切換到更高的放大倍率進行毛刺的判定和測量。數碼顯微鏡DSX1000放大倍率可覆蓋23X~8220X，幫助用戶實現對同一樣品從宏觀到微觀的檢查。

DSX1000對同一樣品進行變倍觀察（從20X到2000X）

材料表面粗糙度控制
為了保證電子能在集流體和電極材料間進行有效轉移，生產中需要控制集流體金屬箔表面的粗糙度大小。

使用激光顯微鏡OLS5100測量負極集流體（銅箔）的表面粗糙度

激光共聚焦顯微鏡OLS5100為非接觸式的測量工具，無需擔心損傷樣品及因樣品損傷導致的測量數據錯誤。

奧林巴斯激光共聚焦顯微鏡OLS5100

即使在弱反射信號下也能采集到所需的數據。因此對于光反射率低的樣品（如，黑色電極材料）也能輕松進行表面粗糙度的測量。對于同一個樣品，OLS5100可完成符合標準的線粗糙度和面粗糙度測量任務。

激光顯微鏡OLS5100可同時獲得樣品的激光圖、真彩色的圖和高度圖

生產全程清潔度監控
在鋰離子電池的生產過程中，殘留的顆粒污染物特別是金屬顆粒物可能導致產品性能有損或使用壽命縮短，嚴重時可能導致電池起火爆炸，因此生產中需要進行嚴格的清潔度管控。
哪些環節需要監控清潔度？
電極材料來料磁性異物檢查、極耳焊接后殘留金屬顆粒物檢查、電池外殼顆粒污染物檢查、生產環境沉淀顆粒檢查……全自動清潔度檢測系統CIX100幫助用戶高效完成鋰電池生產中的清潔度分析任務。

全自動清潔度檢測系統CIX100

清潔度檢測系統CIX100分析的特點：
· 可輕松檢測2.5微米以上的顆粒污染物
· 偏光檢測技術，一次掃描即可識別反光和非反光顆粒
· 全自動分析流程，無需繁雜的人員培訓
· 支持多種國際清潔度分析標準
· 一機多用，兼具金相顯微鏡材料分析功能

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光學顯微鏡在鋰離子電池中的應用