共聚焦显微镜
电化学反应可视化共聚焦系统

日本Lasertec公司提供的ECCS B310/B320型电化学反应可视化共焦系统,可以实现充放电状态下,锂电池的电化学反应进程分布的观察、定量化。本系统使用共焦显微镜技术,观察充放电状态的锂电池内部,活性物质的膨胀、收缩、不均匀的反应分布,树枝晶、气体产生能够容易地可视化、定量化,原本需要花费数周、数月的电池初期评价可以缩短数天。

产品简介

它使用真彩色共聚焦光学系统,仅接收从焦点平面(电极活性材料表面)反射的光。

因此,它不受玻璃表面,电解质等的影响,并且可以进行具有高颜色分离的高清颜色观察。


采用真彩色共聚焦光学元件

观察图像

采用真彩色共聚焦光学元件

真彩色共聚焦光学系统采集的观察图像是具有高分色度的高清彩色图像



观察单元

根据应用,专门设计的窗口单元用于原位观察。

块状治具

与纽扣型电极兼容的基本型号

层压电池

与软包电池兼容的高级型号

观察单元



温度控制系统

专门设计的温度室,可以存储块状电池和层压电池

恒温箱内部处于干燥环境中,以防止冷凝。

温度控制范围:-30°C~80°C

温度控制系统


特点
  • 充放电过程中电极横截面的操作数观察

充放电过程中电极横截面的反应观察

分析每个电极在厚度方向上的反应分布

测量电极的膨胀和收缩量

可视化枝晶生成过程

应用
电池
  • 可视化枝晶行为

  • 分析速率差异引起的反应行为

  • 循环退化分析

  • 温度特性分析

  • 钠电池、固态电池、锂金属负极、空气电池等下一代电池的评估

  • 全电池和半电池支持

负极
  • 可视化嵌入

  • 按颜色对石墨阳极进行阶段分析

  • 膨胀和收缩的测量

  • 枝晶可视化

正极
  • 锂离子储存和解吸分析

  • 膨胀和收缩的测量

电解液
  • 可视化气体生成并确定其产生位置

  • 验证添加剂的有效性

导电添加剂
  • 根据电极颜色和亮度的变化间接评估色散状态

  • 验证碳纳米管的效果

粘结 剂
  • 验证活性材料之间的粘合性

  • 验证集流体箔和活性材料的粘合性

  • 通过结合特性评估循环特性

隔膜
  • 确认不同材料对反应分布的影响

  • 确认陶瓷等涂层对反应分布的影响


测量实例

反应分布分析

负极

石墨基负极在充电过程中经过几个阶段,终达到100%SOC,锂离子插入所有层之间。
此时,活性材料的颜色从装料前的灰色变为蓝色→红→金色,从这种颜色可以定量分析膜厚方向的反应分布。

石墨阳极插层
石墨阳极插层
反应分布分析

正极

一般的正极不显示石墨基负极发生的颜色变化,但是通过捕获与充电和放电相关的亮度的微小变化,
可以像负极一样定量分析薄膜厚度方向的反应分布。

正极

同时分析正极和负极反应分布

2017电池研讨会(2A14)
可以从正极的亮度和负极的色调同时分析每个反应分布。

同时分析正极和负极反应分布


膨胀和收缩分析

ECCS的膨胀和收缩分析可以实时分析千分尺和位移计无法测量的微小变化。 通过创建“线图像”,其中采集图像的任何一条线在时间序列中水平排列,还可以选择性地测量每个复合层。

膨胀和收缩分析
阳极混合层膨胀分析
阳极混合层膨胀分析

枝晶观察

  • 评估发育条件和生长过程

  • 可以观察到充电/放电曲线中没有出现的微小树突。

枝晶观察

电极孔隙率测量

使用 ECCS B320 的显微镜功能,可以通过测量电极表面的粗糙度来评估孔隙率。

电极孔隙率测量



北京欧屹科技有限公司

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