锂离子电池、新一代电池的新观察和分析
人们对于日趋小型、纤薄的电子设备、要求大容量和安全性的车载电池、住宅蓄电系统等需求的扩大，使锂离子电池成为重要的工业领域。锂离子电池的蓄电容量和充电速度不断提高，同时也存在发热、冒烟、起火等不容忽视的风险。因此，在研发、品质保证、品质管理阶段，确保安全性是人们需要解决的课题。
此外，在激烈的竞争中，有些领域还由于产品周期短，要求加快观察、分析、评价和报告的完成过程🌺。下面将从锂离子电池的基础知识开始，介绍当今热门的新一代电池，以及效率得到显著提升的观察和分析新🌠案例。
- 锂离子电池基本结构、种类、材料
- 备受期待的新一代电池、锂离子电池等、二次电池的观察和分析课题
- 大发彩票:提高锂离子电池观察、分析、评价效率的4K数码显微系统的案例
- 大发彩票:实现锂离子电池、新一代电池的研发、品质保证、品质管理创新的4K显微系统
锂离子电池基本结构、种类、材料
锂正阴阳离子干电板（LiB两次干电板）被大量用于智慧可移动手机、安卓平板手机、可佩戴机械设备、软文电脑笔记本手机等的中小型、薄型可移动机器设备或是EV（电动三轮客车）、HEV（混发动机车）的车机用干电板、房子用的太光照光发电站、锅炉燃料干电板的蓄电体统等。发生变化功用范围图提升，各方面构成和形式的锂正阴阳离子干电板更为诞生。将原因分析什么和什么的基本上构成或是具有着代表着性的形式等。锂离子电池的基本结构
表示性的锂阴离子锂电池常见架构的实例如表图，底下将对个个部门简答能力来进行代表。
- A）负极（阴极）：在铜箔上涂布有导电性高的碳素系列材料（石墨、钛酸锂等）的部分。
- B）正极（阳极）：在铝箔上涂布有锂复合氧化物（锂、锰、钴、镍、磷酸铁等）的部分。
- C）隔膜：由被称为聚烯烃的化合物（聚乙烯〈PE〉以及聚丙烯〈PP〉等）形成的微小多孔膜，在表面上设有不足1 μm的细孔。隔膜使正极和负极实现了绝缘，防止因两极的接触而有可能导致的起火。
- D）电解液：用有机溶剂溶解了锂盐的物体。
- E）充电
- F）放电
- G）集电器：作为电导体收集发电产生的电，并作为支持体而发挥作用。正极使用了铝箔，负极使用了铜箔。
- H）粘合剂：将集电箔上混合的材料粘合起来。
- I）活性物质：与容量、电压、特性密切相关。材料（例：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等）的选择、混合及搅拌方法各有不同。
锂离子电池形状（形态）的种类
锂阴铝离子电芯模型实物构造如前表明，没过设备壳样式形态特征、封裝手段、木头材质各自各不相同。这当中代表会性的3种锂阴铝离子电芯样式形态特征（形态特征）如图已知表达。- 圆柱型
-
- A：正极端子
- B：负极端子
- a：正极
- b：负极
- c：隔膜
圆柱体型锂铁离子手机动力电池直接费用保底，存储量体积密度更高。只是，要是壳子内部组织有众多手机动力电池的团体的结构类型，的间会带来齿隙，使体积密度变低。 - 方型
-
- a：正极
- b：负极
- c：隔膜
方型的锂阴离子电板几乎选用铝镁合金表壳。要根据素材是铁最好铝，方型电板的旋光性会变现。铁质表壳上方为正极，铝镁合金表壳上方为负极。 - 层压型（锂聚合物电池）
-
- A：正极端子
- B：负极端子
- a：正极
- b：负极
- c：隔膜
层压型也称为锂聚合物电池。使用薄膜进行层压的电池单体可减少厚度，适用于智能手机、平板电脑等对低背化有要求的设备。
通常，在电解液中加入了聚氧化乙烯（PEO）、聚环氧丙烷（PPO）、聚偏🌃氟乙烯（PVdF）等聚合物后凝胶的物体。
锂离子电池正极材、负极材的种类和特点
锂亚铁离子电池箱的的特征、的主要用途是什么和成本费因安全使用的正极产品和负极产品而多种。将阐述其象征性的玩法和的特征。- 钴系列
正极材：钴酸锂 LiCoO2/负极材：石墨 LiC6 - 最为普及的锂离子电池，以移动机器为中心广泛使用。钴为高价，且存在热失控的危险，因此用于车载时存在安全性的课题。
- 镍系列
正极材：镍酸锂 LiNiO2/负极材：石墨 LiC6 - 镍系列锂离子电池，属于最大容量。过去方法存在安全问题。不过，“NCA系列”用钴替代一部分镍，并添加了铝，由此提高安全性，作为适用于插电式混合动力汽车的电池占据了市场一角。
- 锰系列
正极材：锰酸锂 LiMn2O4/负极材：石墨 LiC6 - 锰系列的锂离子电池（LMO系列），价格方面锰较为便宜（钴的约1/10），由于牢固的结晶结构，具有优异的热稳定性、高安全性，因此目前已经成为车载用电池的主流。
- 磷酸铁系列
正极材：磷酸铁锂 LiFePO4/负极材：石墨 LiC6 - 磷酸铁系列的锂离子电池，即使在电池内部产生发热，结晶结构也不易发生破损，安全性高。另外，相较于将铁作为原料的锰系列，它可以更低的成本进行生产，这也是优势之一。另外，存在能量密度低的缺点。
- 三元系列
正极材料：用镍和锰替换一部分钴酸锂 Li（Ni-Co-Mn）O2/负极材料：石墨 LiC6 - 三元系列锂离子电池也被称为“NCM系列”，使用了钴、镍、锰这3种原料，提高了安全性。与相同的NCA系列，被本田的插电式混合动力汽车所采用。
- 钛酸系列
正极材：锰酸锂 LiMn2O4/负极材：钛酸锂 Li4Ti5O12 - 与负极使用石墨的过去类型锂离子二次电池相比，钛酸系列锂离子电池实现了约6倍的寿命和急速充电。但是，可列举能源密度低这一缺点。
备受期待的新一代电池、锂离子电池等、二次电池的观察和分析课题
不断地锂化合物充电充电充电的改进及性能方面的提升 ，各单位尚未推广新第二代二级充电充电充电的联合开发。下列将简绍有希望普及率和运用的、体现了代替性的新第二代充电充电充电的品种和优缺点。然而总的在各集团公司拉伸热烈的竞争的二级充电充电充电市场中会有的管于观擦和分析一下的科目。有望普及和应用的新一代电池
跟随EV（電動车）等用处区域的扩展，新第一带分次微型蓄电池箱必须有很大的储电量和更大的稳定性。该课程影响着将会业务部门的方向，故而四种大中小型品牌都提高认识参入到研制开发在生活中。接下来将介召多样性性的新第一带微型蓄电池箱。- 锂离子空气电池
- 被认为理论容量密度可超过1万 Wh/kg，在实际试验中已确认达到约600 Wh/kg。负极采用金属锂，但是由于金属锂容易析出，在与空气中的水分发生反应时，会对安全性和特性造成负面影响，成为了现在面临的课题。
- 全固态电池
- 没有锂离子电池那样的电解液，使用固态电解质作为隔膜。优点是形状自由度高，不必担心漏液。理论容量密度为2000 Wh/kg以上。这是理论上的值，现阶段以500 Wh/kg以上为目标，推进针对应用的研发。充放电速度快，即使反复执行充放电循环，也不易劣化，因此这也是优点之一。
固态电解质有硫化物和氧化物。虽然前者具有优秀的特性，但是在起火或浸水时有产生硫化氢的危险。从可配备于电子设备的小型全固态电池开始投入生产。
- 新一代锂离子电池
- 采用硅和石墨烯作为负极材料，在有效利用现有制造工序的同时，以增加容量为目的进行研发。通过更改电解液加速充放电过程也成为了备受关注的研究项目。
- 锂硫磺电池
- 理论容量密度为2500 Wh/kg，高于全固态电池，由于不采用钴等高价材料，有望实现低成本、大容量的优势。不过，它的导电性和稳定性低，充放电循环的特性恶化成为课题之一。
- 钠离子电池
- 容量密度与目前的锂离子电池相同或略差，但是不需要稀有金属，可使用现有的生产设备，因此它具有低成本生产的优势。与现有的锂离子电池相同，它也存在析出时反应剧烈等安全方面的课题以及充放电造成的特性恶化。
用传统显微镜对锂离子电池等二次电池进行观察和分析时的课题* 与本工厂旧VH型号厂品的特别
各公司正在竞相开发研究更加高性能、更具安全性的锂离子电池。较短的产品周期对品质保证和品质管理有相应的要求。此外，在新一代电池的研发和专利申请方面，许多企业和研究人员每天也在激烈竞争，为早日实现优秀的技术而努力。
因此，在二次电池的研发、改良试验、品质保证各阶段中，除了观察、分析、定量评价之外，速度也起着重要的作用，可以说是成功的关键。
另外，使用传统显微镜进行观察、分析时，可能会面临如下课题*。
与本机构旧VH系统物品的较好
- 样品形状立体，或者细微划痕的对比度很低，使得样品很难对焦和设定照明条件，对焦位置因人而异，评价产生偏差。
- 观察位置上混有光泽各异的材料时，可能会出现光晕。这时很难用适当的照明设定进行观察，容易发生分析错误。
- 调整样品位置或更改样品角度需要花费时间和精力。
- 想要根据工业标准实施污染物计数或者对异物进行详细观察时，设定十分繁琐，耗费很多精力和时间。此外，操作人员必须具有很高的熟练度，才能得到准确的分析结果和定量的值。
- 无法将测量值和计数保存为数值数据，所以在分析、评价、制作报告等后续作业中耗费大量精力和时间。
提高锂离子电池观察、分析、评价效率的4K数码显微系统的案例
近年来，随着数码显微系统的技术进步，解决了传统显微镜的诸多课题，通过简单操作更快、更清晰地放大观察二次电池的各个部位*。全新数码显微系统可显著提高尺寸测量、污染物（异物）分析、利用图像和数值数据制作报告等工作的效率。
与本新公司旧VH编货品的对比
基恩士的超高精细4K数码显微系统“VHX系列”采用先进的高分辨率HR镜头、4K CMOS、照明、图像处理技术进行清晰的图像和尺寸测量，提高了二次电池的观察、分析、评价的效率。
下面将介绍使用“VHX系列”进行锂离子电池的观察、分析案例。
异物的计数（符合ISO标准的清洁度分析）
“VHX系列”实现了符合汽车行业的清洁度标准ISO16232/VDA19的清洁度测量。配备精准的自动面积测量、计数功能，利用内置的高功能照明，获取高分辨率、大景深的图像。即使工件上有凹凸部分，也可轻松地对污染物（异物）进行高精度的计数和测量。
另外，在“详细分析模式”中，只需从整体膜滤器图像选择各种污染物，即可自动移动载物台，并直接利用高倍率进行详细观察。由此完成了比传统显微镜更简单且更快的异物辨别*。并且，通过并用深度合成与3D高度测量，对凹凸形状的目标物也可进行详细观察与三维尺寸数值化。
与本公司的旧VH题材厂品的很
观察隔膜划痕
“VHX系列”的高分辨率（HD）感测头可自动切换镜头，无需更换镜头操作即可无缝地放大20倍至6000倍。此外，配备内置照明（电动光圈），并涵盖明视场、暗视场、偏光、微分干涉（DIC）等多种观察方法。可自动应对各种目标物的观察。
例如，难以观察的隔膜表面细微划痕，也可通过采用微分干涉技术的4K高分辨率图像，简单快速地实现可视ღ化。
观察负极材剥落
4K数码显微系统“VHX系列”具有大景深，因此可通过观察位置整体对焦的清晰4K高精细图像进行观察。
此外，内置照明单元支持多种拍摄条件，即使光泽各异的材料混合在一起，也可清晰观察。
观察电池外壳焊接部
在封装形式方型的外壳的盖子（封盖、板盖）等制作工序中，焊接生产好品质对抓好锂亚铁离子充电的稳定性看来至关很重要。“VHX系列”实现了强调细微形状的全新观察方法“Optical Shadow Effect Mode”。通过从不同方向照明时拍摄图像的变化（对比度）进行分析，可检测出表面的微小凹凸，获取接近SEM（扫描电子显微镜）的观察图像。
将该Optical Shadow Effect🐓 Mode图像与颜色信息相重叠，可同时显示凹凸信息和颜色信息，还可通过用不同颜色显示凹凸信息（色差图），简单易懂地将凹凸信息可视化。
此外，即使在观察后，也可从保存的图像中进行凹凸形状的3D测量及各种位置的轮廓测量。因此，当日后需要做更详细的分析时，不必花时间去重新放置相同的样品以及重复设置相同位置和观察条件。
而且，如同电脑一样，“VHX𝔉系列”可直接安装表格计算软件。获取的观察图像和测量值可自动存入统一格式的表格内，🌞大幅减少制作报告所需的工时。
