應(yīng)用分享 | Bruker SkyScan XRM 在電池與清潔能源領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮娜找嬖鲩L，電池技術(shù)的進步成為推動這一轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素之一。Bruker SkyScan X射線顯微鏡（XRM）因其在非破壞性高分辨率成像方面的優(yōu)異表現(xiàn)，正在電池材料研發(fā)與質(zhì)量控制中扮演著日益重要的角色。該技術(shù)的應(yīng)用能夠提高電池性能、延長電池壽命，同時加速清潔能源的創(chuàng)新進程。

Bruker SkyScan XRM是一種先進的3D X射線顯微成像技術(shù)，能夠?qū)ξ⒚咨踔良{米級結(jié)構(gòu)進行非破壞性觀察。這一技術(shù)結(jié)合了高分辨率、快速成像和深度分析能力，可以對復(fù)雜樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行詳細分析，從而為電池材料的微觀結(jié)構(gòu)研究提供了強有力的支持。

在電池制造與研發(fā)過程中，材料的微觀結(jié)構(gòu)直接影響到電池的性能和壽命。電池行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)包括：

材料不均勻性：電池材料的微觀不均勻性可能導(dǎo)致性能不穩(wěn)定。

循環(huán)壽命：電池在多次充放電過程中可能會出現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)的劣化。

熱管理：電池內(nèi)部的熱分布不均勻可能引發(fā)安全問題。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，電池行業(yè)對能夠深入理解材料微觀結(jié)構(gòu)的技術(shù)有著強烈需求，而Bruker SkyScan XRM正是滿足這一需求的理想工具。

材料表征與優(yōu)化

Bruker SkyScan XRM可以高分辨率地成像電池材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幫助研究人員理解不同材料和工藝條件下的微觀結(jié)構(gòu)特征。這種深入的理解有助于優(yōu)化材料配方，提高電池的能量密度、功率密度和循環(huán)壽命。

質(zhì)量控制與缺陷檢測

通過非破壞性成像，SkyScan XRM可以在生產(chǎn)過程中檢測電池組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，識別可能影響性能的缺陷（如裂紋、孔洞、顆粒分布不均等）。這有助于提高產(chǎn)品的一致性和可靠性，降低次品率。

循環(huán)壽命與劣化分析

電池的循環(huán)壽命與其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化密切相關(guān)。SkyScan XRM能夠跟蹤電池在充放電循環(huán)中的結(jié)構(gòu)變化，幫助研究人員分析劣化機制，從而改進電池設(shè)計，延長其使用壽命。

熱管理與安全性分析

通過三維成像，SkyScan XRM可以分析電池內(nèi)部的熱分布和熱管理材料的有效性，從而提高電池的安全性，減少熱失控的風(fēng)險。

隨著全球向可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)型，電池市場的需求持續(xù)增長，預(yù)計到2030年全球電池市場規(guī)模將超過3000億美元。Bruker SkyScan XRM在電池研發(fā)與生產(chǎn)中的應(yīng)用有望進一步擴大，尤其是在電動車、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域。

與此同時，隨著技術(shù)的不斷進步，XRM的成像速度和分辨率將繼續(xù)提升，進一步滿足市場對高效、準確材料表征的需求。此外，XRM在其他清潔能源領(lǐng)域（如氫燃料電池、太陽能電池等）的潛在應(yīng)用也將帶來更多市場機會。

▲鋰離子軟包電池在充放電后的氣體分布情況（藍色的區(qū)域）

Bruker SkyScan XRM在電池與清潔能源領(lǐng)域的應(yīng)用為行業(yè)帶來明顯了的技術(shù)進步。其高分辨率、非破壞性成像能力不僅能夠提高電池材料的研發(fā)效率，還能在質(zhì)量控制和安全性分析中發(fā)揮關(guān)鍵作用。隨著電池市場的快速發(fā)展，SkyScan XRM將在未來繼續(xù)成為推動清潔能源創(chuàng)新的重要工具，助力實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展目標。

-轉(zhuǎn)載于《布魯克X射線部門》公眾號