掃描電鏡應用：鋰電池工廠頻發(fā)起火事故金屬異物管控你們還沒做嗎

掃描電鏡（SEM）在鋰電池行業(yè)中對清潔度的監(jiān)控和分析具有重要意義。鋰電池的清潔度直接關系到電池的性能、壽命和安全性，尤其是在制造過程中微小雜質(zhì)的存在可能導致電池的失效或性能下降。

01 鋰電池工廠頻發(fā)起火，安全問題不可小覷

2024 年 1 月至 11 月間，全球范圍內(nèi)發(fā)生了多起鋰電池工廠及儲能系統(tǒng)相關的安全事故，這些事故觸目驚心，不僅造成了人員傷亡或財產(chǎn)損失，也引發(fā)了對于鋰電池安全性的廣泛關注。

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02安全把控，僅做電化學性能檢測已不能滿足！

近年來，我國新能源汽車發(fā)展勢頭強勁。即便如此，鋰離子電池的安全性，長期以來備受全社會關注。在鋰電行業(yè)愈發(fā)嚴格的性能及安全要求下，如何進一步提升鋰離子動力電池安全性，成為行業(yè)亟需解決的問題和痛點。電池是復雜的系統(tǒng)，其安全性不僅涉及到電芯、模組、電池包、系統(tǒng)四個層次，更與原材料性質(zhì)息息相關。

因此，為了保障電池整體的安全，在開發(fā)及生產(chǎn)環(huán)節(jié)便需要提前驗證電池的安全特性。這個過程中，每一個步驟都對電池的最終性能有重要影響，因此需要精確控制和高標準的質(zhì)量管理。過去僅針對電化學性能的檢測手段已不能滿足電池復雜應用場景提出的挑戰(zhàn)。

同時，影響電池安全的因素也有很多，包括：熱穩(wěn)定性、金屬異物、負極析鋰、隔膜瑕疵、設計 / 制造缺陷、極片變形 / 微短路等。

03安全把控，要從源頭的金屬異物管控做起

在《鋰離子電池正極材料的質(zhì)量管理》中明確指出，鋰離子電池的性能與正負極材料的質(zhì)量息息相關。當在正負極材料中存在金屬雜質(zhì)時，這些金屬會先在正極氧化再到負極還原，當負極處的金屬單質(zhì)累積到一定程度，其沉積金屬堅硬的棱角，就會刺穿隔膜導致電池自放電，從而導致電池失效，甚至引發(fā)熱失控和火災，不管是三元鋰電池，還是磷酸鐵鋰電池，針對原材料中金屬異物的檢測是非常重要的。

金屬異物導致鋰電池失效機理

目前，各大動力電池廠家對于金屬異物的管控都進行了深入的研究。為了有效評估金屬顆粒的危害性，需要知道顆粒的詳細成分，光學顯微鏡目前應用廣泛，但是只能區(qū)分金屬和非金屬，但具體是哪類金屬則無從得知，也會造成金屬與非金屬的誤識別，對小尺寸顆粒的統(tǒng)計準確性較低，無法分析顆粒的可能來源。因此，這就需要借助電子顯微鏡。

光鏡下的金屬顆粒                                                                                                    光鏡下的非金屬顆粒

光鏡和電鏡下金屬顆粒和非金屬顆粒對比圖