ZEISS EMOBILITY SOLUTIONS

Đảm bảo chất lượng cho vật liệu pin

Phát triển cấu trúc vật liệu và xử lý vật liệu thô

Vật liệu chất lượng cao có nghĩa là pin chất lượng cao

Đặt nền móng cho hiệu suất NEV

Trong số tất cả các yếu tố trong một chiếc xe năng lượng mới (NEV), hệ thống pin có tác động lớn nhất đến trải nghiệm lái xe. Mật độ năng lượng của các tế bào pin xác định tỷ lệ công suất trên trọng lượng và phạm vi lái xe, trong khi thời gian sạc phải đáp ứng mong đợi của khách hàng. Và vì nguyên liệu thô về bản chất có liên quan đến chi phí của pin, các giải pháp phải phù hợp trên ba khía cạnh: giá cả, hiệu suất và tất nhiên là an toàn.

Khám phá một số thách thức chính về chất lượng liên quan đến việc phát triển và xử lý vật liệu pin – và khám phá danh mục sản phẩm kính hiển vi quan trọng của ZEISS để vượt qua các thách thức đó.

Những thách thức chính về chất lượng đối với vật liệu pin

Phát triển công thức

Xác định chính xác các thuộc tính lý tưởng

Việc phát triển các vật liệu hoạt động mới cho cực âm, cực dương và bộ tách giúp cải thiện công suất, hành vi sạc và tuổi thọ một cách hiệu quả về chi phí. Mặc dù việc thêm silicon vào cực dương có thể làm tăng mật độ năng lượng, nhưng tác động tiềm ẩn đến tuổi thọ pin phải được theo dõi.

Các giải pháp kính hiển vi điện tử và X-ray của ZEISS hỗ trợ nâng cao hiệu suất và độ an toàn của pin, với khả năng chụp ảnh và phân tích của chúng rất quan trọng để xác định các đặc tính vật liệu liên quan.

Kiểm soát chuỗi cung ứng

Tính đồng nhất và nhất quán

Kiểm soát chất lượng hàng hóa đầu vào giúp đảm bảo tính đồng nhất và nhất quán trong việc cung cấp nguyên vật liệu. Các yếu tố then chốt bao gồm việc đánh giá phẩm cấp của bột nguyên liệu thô và kiểm soát chất lượng của các lá kim loại mỏng (foils).

Kính hiển vi quang học ZEISS và kính hiển vi đồng tiêu kiểm tra độ nhám và cấu trúc vi mô của kim loại lá, trong khi kính hiển vi điện tử đánh giá thành phần, sự phân bố hạt và sự nhiễm bẩn của bột nguyên liệu thô. Để đảm bảo nguồn cung cấp đồng đều, kính hiển vi tia X của ZEISS phân tích toàn bộ pin.

Áp lực cán láng

Mật độ, độ rỗ xốp và khả năng sạc

Trộn vật liệu pin kém và cán láng áp lực thấp dẫn đến khoảng trống trong vật liệu kết dính và khoảng cách quá lớn của các hạt cực âm. Kiểm tra bằng kính hiển vi X-ray 3D có thể chống lại các tác động tiêu cực như mật độ năng lượng dưới mức tối ưu hoặc khả năng sạc kém.

Video này cho thấy hai cực âm đã được nén ở các áp lực cán láng khác nhau. Sự thay đổi kết quả về mật độ đóng gói hạt và độ rỗ xốp của điện cực ảnh hưởng đến hiệu suất điện hóa của các tế bào pin.

Nội dung Bên thứ ba đã bị Chặn

Trình phát video đã bị chặn do cài đặt tùy chọn cookie của bạn. Để thay đổi cài đặt và phát video, vui lòng nhấp vào nút bên dưới và đồng ý sử dụng công nghệ theo dõi "Chức năng".

Video này có hình ảnh không phá hủy cấu trúc vi mô tế bào pin sau một chu kỳ sạc duy nhất.

Ảnh hưởng đến tuổi thọ và lão hóa
Theo dõi tình trạng pin

Do hiệu suất pin biến đổi theo thời gian sử dụng, việc nắm bắt các ảnh hưởng của quá trình lão hóa theo chiều dọc (dài hạn) là yếu tố then chốt. Các giải pháp kính hiển vi cho phép quan sát cách các quá trình sạc và xả gây ra những thay đổi hóa học và cấu trúc làm thay đổi vật liệu điện cực.
Nội dung Bên thứ ba đã bị Chặn

Trình phát video đã bị chặn do cài đặt tùy chọn cookie của bạn. Để thay đổi cài đặt và phát video, vui lòng nhấp vào nút bên dưới và đồng ý sử dụng công nghệ theo dõi "Chức năng".

Video này cho thấy sự thay đổi hình thái của cực dương pin lithium sau 80 chu kỳ sạc: biến dạng cơ học ở các cạnh của các điện cực, sự hình thành ứng suất và sự thay đổi khoảng cách xuyên tâm và sự tách biệt của các lớp.

Ảnh hưởng đến tuổi thọ và lão hóa
Quan sát những thay đổi vi mô

Việc pin bị phồng và co lại nhiều lần dẫn đến các vết nứt, khoảng trống và độ ổn định cơ học và khả năng dẫn điện kém đi. Ánh xạ tính chất điện tử vi mô với kính hiển vi điện tử của ZEISS giúp phản ứng với tình trạng giảm hiệu năng và khả năng tế bào pin bị hỏng.