ZEISS GeminiSEM​

Експлоатационните характеристики на функционални материали и съвременни устройства като батерии, соларни клетки и горивни клетки зависи от микро-структурата на използвания материал. За да може тези композити да работят добре, е нужно добро взаимодействие между много различни материали.

Фокусът тук е върху материалите никел, манган и кобалт. Този вид батерия се нарича Li-NMC, LNMC, NMC или NCM. Обозначенията NCM 111, 523 и т.н. показват съответното съотношение на никел, кобалт и манган в състава. Примерът показва напречно сечение на литиево-йонна батерия с катод от NCM 111. Зареждането и разреждането на литиево-йонни батерии води до промени в микро-структурата. Появяват се пукнатини, които увеличават площта на слоя SEI. Това редуцира ефективността на батерията.

С електронен микроскоп може да се видят структурните различия между NCM вариантите като са отчетени другите производствени фактори. От напречното сечение се вижда, че основните частици на 811 са много по-малки от тези на 532 или 111. Този отличен контраст на материалите в суб-зърнестата структура е видим само с една уникална характеристика на електронните микроскопи на ZEISS -детектор със селективно обратно разсейване на енергията (EsB).

По-добър състав на електролитите може да доведе до по-малко физическо износване на катодните материали. С по-добри химически процеси могат да се произведат катодни материали с по-едра гранулометрия.​

Напречно сечение на пълен стек литиево-йонна акумулаторна клетка: EDS картиране (O, Al, F, Si и C). Възможно е използване на енергийно дисперсионна спектроскопия (EDS) за потвърждаване на елементния състав на предмети, изследвани под микроскоп.

Това изображение потвърждава високи нива на остатъчен флуор от страната на катода, както се очаква в състарена проба. Флуорът се открива в електролита и се присъединява към SEI слой, който нараства с остаряването. Сепараторът на бьомит очаквано показва сигнали за алуминий и кислород. Въглеродът се използва като проводим агент в биндера. Тъй като полимерът в сепаратора е въглеводород, то из цялата батерия може да се види въглерод.

Гранулометрията и разпределението са пряко свързани с характеристиките на материала. Направете количествена оценка на кристалографската структура на вашите материали според международните стандарти. Може да охарактеризирате вашите проби с три метода за оценка:​

• Планиметричен метод за автоматична реконструкция на границите на зърната
• Метод на прихващане с различни измервателни мрежи за интерактивно откриване и броене на пресичанията на границите на зърната​
• Сравнителен метод за ръчна оценка на образа със сравнителни диаграми