ZEISS GeminiSEM​

Delovanje funkcionalnih materialov in naprednih naprav, kot so baterije, sončne in gorivne celice, je odvisno od mikrostrukture uporabljenega materiala. Da bi ti kompoziti zagotovili želeno zmogljivost, mora biti vzpostavljeno medsebojno delovanje številnih različnih materialov.

Tu je poudarek na niklju, manganu in kobaltu. Ta vrsta baterije se imenuje Li-NMC, LNMC, NMC ali NCM. Oznake NCM 111, 523 itd. označujejo ustrezno razmerje niklja, kobalta in mangana. Primer prikazuje prerez litij-ionske baterije s katodo iz NCM 111. V fazi polnjenja in praznjenja litij-ionskih baterij prihaja do sprememb v mikrostrukturi. Pojavijo se razpoke, ki povečajo površino plasti SEI (faze trdnega elektrolita). To zmanjša zmogljivost baterije.

Z elektronskim mikroskopom lahko vidimo, da obstajajo strukturne razlike med različicami NCM, ko so v osnovi upoštevani drugi proizvodni dejavniki. Pri prečnem prerezu so primarni delci 811 veliko manjši od delcev 532 ali 111. Ta odličen materialni kontrast strukture znotraj zrn je viden le z edinstveno funkcijo elektronskih mikroskopov ZEISS – detektorjem energijsko selektivnega odboja elektronov (EsB).

Boljša sestava elektrolitov lahko povzroči manjšo fizično obrabo katodnih materialov. Z boljšimi kemijskimi postopki je mogoče izdelati katodne materiale z večjimi zrnatimi delci.

Prečni prerez litij-ionske baterijske celice s celotnim skladom: Kartiranje EDS (O, Al, F, Si in C). Z energijsko disperzno spektroskopijo (EDS) je mogoče v mikroskopu potrditi elementno sestavo predmetov v pregledu.

Ta slika potrjuje visoko raven preostalega fluora na katodni strani, kar je pričakovano pri starejšem vzorcu. Fluor se nahaja v elektrolitu in se pridruži plasti SEI, ki se s staranjem povečuje. Boemit separator kaže signale aluminija in kisika, kot je pričakovano. Ogljik se uporablja kot prevodnik v vezivnem sredstvu. Ker je polimer separatorja ogljikovodik, to pomeni, da je ogljik prisoten v celotni bateriji.

Velikost in porazdelitev zrn sta neposredno povezana z lastnostmi materiala. Kvantitativno določite kristalografsko strukturo vaših materialov v skladu z mednarodnimi standardi. Svoje vzorce lahko opišete s tremi metodami vrednotenja:

• Planimetrična metoda za samodejno rekonstrukcijo meja zrn
• Metoda sekanja z različnimi merilnimi mrežami za interaktivno zaznavanje in štetje presečišč meja zrn
• Primerjalna metoda za ročno vrednotenje slik s primerjalnimi diagrami
  

Programska oprema ZEISS ZEN Intellesis uporablja algoritme strojnega učenja in predhodno naučen model za prepoznavanje tujih faz in meja zrn. Z enim klikom lahko izberete model segmentacije primerov in razred, ki ga želite segmentirati.

Prikaz rezultatov vsebuje vse slike in rezultate opravljene analize. Prikazane so tudi izvirne slike. Vse rezultate analize si lahko ogledate v preglednici in v paličnem stolpčnem grafu za porazdelitev velikosti zrn.