ZEISS GeminiSEM​

Performanse funkcionalnih materijala i naprednih uređaja, kao što su baterije, solarne ćelije i gorivne ćelije, zavise od mikrostrukture upotrebljenog materijala. Kako bi kompozitni materijali postigli željene performanse, mora doći do usklađene saradnje između brojnih različitih komponenti.

Ovde je poseban akcenat na niklu, manganu i kobaltu. Ova vrsta baterije označava se kao Li-NMC, LNMC, NMC ili NCM. Oznake NCM 111, 523 itd. označavaju odgovarajući odnos sastava nikla, kobalta i mangana. Primer pokazuje presek litijum-jonske baterije sa katodom napravljenom od NCM 111. Procesi punjenja i pražnjenja litijum-jonskih baterija menjaju njihovu mikrostrukturu. Dolazi do pojave pukotina koje povećavaju površinu SEI sloja. To smanjuje performanse baterije.

Elektronski mikroskop jasno otkriva strukturne razlike između različitih NCM varijanti, pod uslovom da su ostali proizvodni faktori uzeti kao konstantni. Posmatrano u preseku, primarne čestice materijala 811 znatno su manje od čestica kod varijanti 532 i 111. Odličan kontrast unutar subzrnaste strukture moguće je videti samo pomoću jedinstvene tehnologije ZEISS elektronskih mikroskopa – EsB (Energy Selective Backscatter) detektora.

Poboljšani sastav elektrolita može dovesti do manjeg fizičkog trošenja katodnih materijala. Pomoću unapređenih hemijskih procesa mogu se proizvoditi katodni materijali sa krupnijim zrnim česticama.

Presek cele litijum-jonske baterije: EDS mapiranje (O, Al, F, Si, i C). Pomoću energetski disperzivne spektroskopije (EDS) moguće je potvrditi elementni sastav objekata koji se analiziraju pod mikroskopom.

Na slici je prikazan povišen sadržaj zaostalog fluora na strani katode, što je tipično za uzorak u poodmaklom ciklusu upotrebe. Fluor se nalazi u elektrolitu i postaje deo SEI sloja koji se povećava tokom starenja baterije. Bemitni separator pokazuje prisustvo aluminijuma i kiseonika, što je u skladu sa očekivanjima. Ugljenik se koristi kao provodni agens u vezivnom materijalu. S obzirom na to da je separator napravljen od ugljovodoničnog polimera, ugljenik je prisutan u celoj bateriji.

Veličina i raspodela zrna direktno su povezane sa karakteristikama materijala. Kvantifikujte kristalografsku strukturu vaših materijala u skladu sa međunarodnim standardima. Svoje uzorke možete analizirati pomoću tri različite metode:

• Planimetrijska metoda, koja automatski rekonstruiše granice zrna
• Metoda preseka, sa raznim mrežama za interaktivno prepoznavanje i brojanje tačaka preseka zrna
• Uporedna metoda, za ručno poređenje slike sa referentnim dijagramima
  

ZEISS ZEN Intellesis softver koristi algoritme učenja na mašini i unapred obučeni model za prepoznavanje strane faze i granica zrna. Samo jednim klikom birate model segmentacije po instancama i klasu koju želite da izdvojite.

U prikazu rezultata nalaze se sve slike i dobijeni rezultati analize. Prikazane su i originalne slike. Rezultati analize dostupni su i u jasnoj tabeli i kao grafikon sa stubićima koji prikazuje raspodelu veličina zrna.