ZEISS GeminiSEM​

Wydajność rozwiązań składających się kompozytów funkcjonalnych i zaawansowanych struktur, takich jak baterie, ogniwa słoneczne i ogniwa paliwowe, zależy od mikrostruktury użytych materiałów. Aby te kompozyty materiałowe zapewniały pożądaną wydajność, wiele różnych materiałów musi ze sobą skutecznie współdziałać.

Skupiamy się tutaj na elementach wykonanych z niklu, manganu i kobaltu. Tego rodzaju ogniwa mają symbole Li-NMC, LNMC, NMC oraz NCM. Oznaczenia NCM 111, 523 itd. wskazują odpowiedni stosunek składu niklu, kobaltu i manganu. Przykład pokazuje przekrój poprzeczny akumulatora litowo-jonowego z katodą wykonaną z NCM 111. Ładowanie i rozładowywanie akumulatorów litowo-jonowych prowadzi do zmian w ich mikrostrukturze. Pojawiają się pęknięcia, które zwiększają powierzchnię warstwy SEI. Zmniejsza to wydajność akumulatora.

Za pomocą mikroskopu elektronowego możemy dostrzec różnice strukturalne między wariantami NCM, pomimo że inne czynniki produkcyjne są niezmienione. Widać to w przekroju poprzecznym, główne cząstki 811 są znacznie mniejsze niż te 532 lub 111. Ten doskonały kontrast materiałowy struktury podziarnowej jest widoczny tylko dzięki unikalnemu dla mikroskopów elektronowych ZEISS detektorowi Energy Selective Backscatter (EsB).

Lepszy skład elektrolitów może zmniejszyć fizyczne zużycie materiałów katodowych. Dzięki lepszym procesom chemicznym można wytwarzać materiały katodowe o większych cząsteczkach ziarna.

Przekrój ogniwa baterii litowo-jonowej: mapowanie EDS (O, Al, F, Si i C). Możliwe jest użycie spektroskopii dyspersyjnej energii (EDS) w celu potwierdzenia składu pierwiastkowego obiektów badanych pod mikroskopem.

Ten obraz potwierdza wysoki poziom cząsteczek fluoru po stronie katody, jak można się spodziewać w przypadku starej próbki. Fluor znajduje się w elektrolicie i łączy się z warstwą SEI, której ilość zwiększa się wraz ze starzeniem. Separator boehmitowy wykazuje sygnały aluminium i tlenu, zgodnie z przewidywaniami. Węgiel jest używany jako czynnik przewodzący w spoiwie. Ponieważ polimerem separatora jest węglowodór, oznacza to, że węgiel można zobaczyć w całej baterii.

Wielkość i rozkład ziarna są bezpośrednio związane z charakterystyką materiału. Strukturę krystalograficzną swoich materiałów należy określać zgodnie z normami międzynarodowymi. Możesz scharakteryzować swoje próbki, korzystając z trzech metod oceny:

• Metoda planimetryczna do automatycznej rekonstrukcji granic ziaren
• Metoda przechwytywania z różnymi siatkami pomiarowymi do interaktywnego wykrywania i zliczania przecięć granic ziaren​
• Metoda porównawcza do ręcznej oceny obrazu z diagramami porównawczymi
  

Oprogramowanie ZEISS ZEN Intellesis wykorzystuje algorytmy maszynowego uczenia się i wstępnie wyszkolony model do rozpoznawania obcych faz i granic ziaren. Wystarczy jedno kliknięcie, aby wybrać model segmentacji instancji oraz klasę, która ma zostać poddana segmentacji.

Wizualizacja wyników zawiera wszystkie obrazy i rezultaty przeprowadzonej analizy. Widoczne są również oryginalne obrazy. Wszystkie wyniki analizy można przeglądać w przejrzystej tabeli, a także na wykresie słupkowym przedstawiającym rozkład wielkości ziaren.