超声波扫描显微镜在锂离子电池可靠性检测中的应用

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超声波扫描显微镜,超声波扫描检测仪,超声波扫描显微检测系统

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随着电动汽车的快速普及，新能源产业已进入蓬勃发展期，作为储能设备的关键单元，锂离子电池成为世界各国发展的重中之重，而超声波扫描显微镜也成为锂离子电池保驾护航的必备工具。锂离子电池作为充电电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌实现充放电。锂离子电池具有电压高、比能量大、自放电小、寿命长、可快速充放电、工作温度范围大等众多优势，但是成本价格却比较昂贵，同时锂离子电池易燃也是一直致力解决的安全问题，所以锂离子电池的生产制造和维护需要一系列的测试和监控，包括环境安全实验、电学安全实现、超声波扫描显微镜检测等。超声波扫描显微镜可以利用超声波实现对锂离子电池的无损检测，包括锂离子电池的电解液浸润、产气、析锂、充放电等过程测试评估，这些都是影响锂离子电池性能和安全重要指标。
锂电池在新能源领域越来越被广泛应用，但是随之而来的安全事故也不断受到关注。虽然这些锂电池都通过了安全认证，但还是发生了安全事故，所以可靠性测试也成为了锂电池检测中的重要项目，超声波扫描显微镜可以有效发现锂电池内部的潜在安全隐患。锂电池可靠性测试包括很多项目，运用不同的设备和方法来检测锂电池是否达到安全标准。目前，市面上的锂电池检测设备无法满足所有的电化学性能测试、环境性能测试、安全性能测试等，为了弥补检测精度和数据处理上的不足，超声波扫描显微镜作为辅助工具，被应用在实验室研究和生产的质量控制。虽然超声波扫描显微镜不能直接测试锂电池的某些参数，但是当锂电池的某些反应或者缺陷发生时，会伴随着对超声波信号的吸收，这样就会将锂电池的潜在安全隐患以超声波扫描显微镜扫描图像的方式呈现出来，便于进行工艺改善和质量控制。锂电池行业有了超声波扫描显微镜之后，使得安全保障更进一步。
锂电池能量密度、循环寿命、安全性等关键性能的改善提升，离不开对锂电池内部健康状态和失效机制的研究分析。由于锂电池是封闭式包装，拆解分析会对锂电池造成破坏，且无法得到实时原位的详细信息。超声波扫描显微镜，类似于医院的B超，可以对电池内部的产气、电解液浸润不良、析锂、荷电状态等进行无损检测，与X射线检测电极、晶体、极片等形成互补。固态软介质超声波扫描显微镜，采用滚筒式干耦合，多探头联动并快速采集信号，不仅避免电池接触液体，而且大幅提升检测速度，实现自动产线超声波扫描显微镜流水线式快速检测。由于锂电池为密封结构，对于内部的电解液浸润情况、是否产气、析锂等原位检测必须采用新型技术手段，超声波扫描显微镜。由于超声波在透射材料以后会发生能量损失，不同的物质损失的能量多少不同，利用这一特性，采用超声波透射锂电池，由于不同的物质和结构会造成超声波信号的不同损耗，超声波信号采集系统可以通过采集超声波信号并进行分析绘图，形成锂电池内部结构及缺陷特征的图形展示。超声波扫描显微镜具有多种检测扫描模式，分辨率高，能够对锂电池内部缺陷和浸润进行全面的研究分析，精准反映锂电池内部结构和缺陷。随着华为、比亚迪、小米、宁德时代等用户的广泛应用，超声波扫描显微镜在锂电池缺陷检测上已成为权威手段，并得到了肯定的评价。
为了锂电池的应用安全，针对质量和保修建立了追溯机制，所以有效的性能检测和质量控制成为锂电池生产的关键。为了电池内部详细信息的检测，必须采用先进的传感技术和手段，X射线CT和超声波扫描显微镜。超声波扫描显微镜可以检测到锂电池内部的撕裂，与CT扫描结果吻合。但是，CT扫描却没有检测到锂电池内的物理异常，超声波扫描显微镜可以。虽然其它手段也可以检测到锂电池内部结构和缺陷，但是相应的设备价格却非常昂贵。超声波扫描显微镜不仅满足检测技术要求，而且具有出色的性价比，让用户花费合理的费用得到超值的有效检测手段。同时，超声波扫描显微镜还可以集成到自动化生产线上，实时检测生产工艺和产品质量，避免后期失效造成的成本浪费。
锂电池安全失效的原因有很多，主要包括局部过热、负极析锂、金属颗粒异物、隔膜瑕疵、设计/制造缺陷、极片变形、微短路等，要做到预防为主，提前发现安全失效原因，制定检测手段和设备，研究避免安全失效的措施。所以，采用合适的测试方法，比如超声波扫描显微镜和X射线CT等，对锂电池进行安全可靠性评估，找出失效原因，进一步提高锂电的性能和可靠水平。虽然超声波扫描显微镜在锂电池行业的检测还处于发展阶段，但是随着材料的进步和科技的提高，未来超声波扫描显微镜必然会更加紧密的结合到锂电池生产和质量控制之中。

全自动锂电池超声波扫描显微镜