Warum die Elektronenmikroskopie für die Batterieforschung entscheidend ist

Entdecken Sie die Bedeutung der Elektronenmikroskopie in der Batterieforschung für die Analyse von Strukturen, Morphologie und Materialverteilung zur Verbesserung von LiB-Materialien. Erfahren Sie hier mehr.

Die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) ermöglicht eine hochauflösende Bildgebung und chemische Mikroanalyse im Mikro- oder Nanomaßstab. In Verbindung mit leistungsstarken Querschnittstechniken wie dem Ionenstrahlfräsen ermöglicht die Elektronenmikroskopie den Forschern die genaue Beobachtung von Strukturen, Morphologie und Materialverteilung. Mit fortschrittlichen Bildanalysemethoden können die Bilder in quantitative Daten umgewandelt werden, die direkt mit den Leistungsmerkmalen der Batterie korreliert werden können.

1. Morphologie und Größe der Partikel

Die REM kann die Morphologie und Größenverteilung der Elektrodenpartikel aufzeigen. So können z. B. unregelmäßig geformte Partikel, rissige Partikel oder Agglomerate zu einer schlechten Ionendiffusion führen und zum Kapazitätsabfall beitragen.

2. Verteilung der aktiven Materialien

Die Elektronenmikroskopie kann zeigen, wie die aktiven Materialien, z. B. Lithiumverbindungen oder Übergangsmetalloxide, in der Elektrodenmatrix verteilt sind. Auch die Verteilung anderer Materialien, polymerer Bindemittel oder auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen basierender leitfähiger Stoffe kann charakterisiert werden.

3. Porenstruktur

Die Bildgebung kann die innere Porenstruktur des Elektrodenmaterials zeigen, einschließlich Größe, Form und Verteilung der Poren, die für das Eindringen des Elektrolyten und den Ionentransport wichtig sind.

4. Eigenschaften der Grenzfläche

Die Elektroden-Elektrolyt-Grenzfläche (SEI) und die Elektroden-Stromkollektor-Grenzfläche sind für den Ionentransport und die Elektronenleitung entscheidend. Beschichtungen, Risse oder andere Defekte, die die Batterieleistung beeinflussen können, können untersucht werden.

5. Strukturelle Veränderungen während oder nach dem Zyklus

Durch den Vergleich von Bildern vor und nach dem Zyklus kann die Elektronenmikroskopie strukturelle Veränderungen wie Partikelrisse, Delamination oder die Entwicklung der Elektroden/Elektrolyt-Grenzfläche aufzeigen. Festkörperbatterien können sogar in-situ untersucht werden, um den Li-Transport während der Lade- und Entladezyklen zu beobachten.

Wenden Sie sich an uns, um herauszufinden, wie die Elektronenmikroskopie auf Ihre Materialien angewendet werden kann.