SEM-EDX ANALYSE VON BATTERIEPULVER

Qualitätskontrolle schützt vor Verunreinigungen in der Batterieproduktion

Phenom ParticleX

Für schnelle Pulveranalytik entwickelt

Für die schnelle SEM-EDX Analyse von Fremdpartikeln in Batteriepulvern muss die Probe lediglich auf eine geeignete Unterlage präpariert werden (durch Vakuumfiltration oder Luftdispersion). Das ParticleX arbeitet im Niedervakuum, um eine Aufladung bei der Bildgebung zu verhindern. Daher entfällt das lästige Beschichten der Probe. Darüber hinaus bietet die Perception Software bietet eine spezielle Methode zur Detektion der Verunreinigungen und zur Klassifizierung des Risikos.

Leitfähige Fremdpartikel

Das Risiko eines Batterieausfalls steigt mit der Größe und Leitfähigkeit der Fremdpartikel. Typische Risikoklassen sind Verunreinigungen aus Kupfer, Eisen und Zink. Die automatische EDX-Analyse ermöglicht eine präzise Bestimmung des Materials.

elektrische Leitfähigkeit von Kupfer σ = 58.1 MS/m

→ höchstes Risiko für Kurzschluss

elektrische Leitfähigkeit von Eisen σ = 10.0 MS/m

→ Risikopartikel in LFP-Pulver

elektrische Leitfähigkeit von Zink σ = 16.7 MS/m

Automatisches Berichtswesen

Die Perception Software erstellt nach der Messung automatisch Berichte. Das Histogramm gibt einen Überblick in Größe und Material der Fremdpartikel und ermöglicht eine schnelle Risikoabschätzung. Grenzwerte zur Bewertung können einfach hinterlegt werden.

Verunreinigungen im Pulver

Hohes Risiko für Batteriesicherheit

Leitfähige Verunreinigungspartikel stellen ein hohes Risiko für die Betriebssicherheit der Lithiumbatterie dar. Größere Partikel können den Separator durchdringen und so einen elektrischen Kurzschluss zwischen Anode und Kathode herbeiführen. Aber auch kleinere Verunreinigungen wirken sich negativ auf die Lebensdauer aus. Insbesondere Kupfer und andere mobile Metalle wachsen in Form von mikroskopisch kleinen Dendriten durch den Separator und verursacht einen lokalen Mikrokurzschluss.

Die zuverlässige Detektion von Verunreinigungen im Primärpulver ist ein wesentlicher Faktor zur Verbesserung der Batteriesicherheit. Zu diesem Zweck wurde in China die Norm GB/T 41704-2022 eingeführt. In dieser Norm wird die automatisierte Analyse von Batteriepulvern mittels SEM-EDX als Prüfmethode empfohlen.