ZEISS GeminiSEM​

Výkon funkčních materiálů a pokročilých zařízení, jako jsou baterie, solární články a palivové články, závisí na mikrostruktuře použitého materiálu. Aby tyto materiálové kompozity poskytovaly požadovaný výkon, musí fungovat souhra mezi mnoha různými materiály.

Jedná se hlavně o materiály nikl, mangan a kobalt. Tento typ baterie se nazývá Li-NMC, LNMC, NMC nebo NCM. Označení NCM 111, 523 atd. označují příslušný poměr složení niklu, kobaltu a manganu. Příklad ukazuje průřez lithium-iontovou baterií s katodou vyrobenou z NCM 111. Nabíjení a vybíjení lithium-iontových baterií vede ke změnám v mikrostruktuře. Vznikají trhliny, které zvětšují povrchovou plochu vrstvy SEI. To snižuje výkon baterie.

Pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu lze vidět, že mezi variantami NCM existují strukturální rozdíly, které jsou způsobeny různými výrobními faktory. Na příčném řezu je zřejmé, že primární částice 811 jsou mnohem menší než částice 532 nebo 111. Tento vynikající materiálový kontrast v subzrnné struktuře je viditelný pouze díky unikátní funkci elektronových mikroskopů ZEISS: detektoru energeticky selektivního zpětného rozptylu (ESB).​

Lepší složení elektrolytů může vést k menšímu fyzickému opotřebení katodových materiálů. Díky vylepšeným chemickým procesům lze vyrábět katodové materiály s většími zrnitými částicemi.​

Průřez kompletním lithium-iontovým bateriovým článkem: EDS mapování (O, Al, F, Si a C). K potvrzení složení prvků zkoumaných objektů v mikroskopu je možné použít energeticky disperzní spektroskopii (EDS). ​

Tento snímek ukazuje vysoký obsah zbytkového fluoru na katodové straně, jak se očekává u starého vzorku. Fluor je přítomen v elektrolytu a váže se na vrstvu SEI, která se s věkem zvětšuje. Separátor vykazuje signály hliníku a kyslíku, jak se očekávalo. Uhlík se v pojivu používá jako vodivé činidlo. Protože polymer separátoru je uhlovodík, je uhlík detekovatelný v celé baterii.​

Velikost a distribuce zrn přímo souvisí s charakteristikami materiálu. Kvantifikujte krystalografickou strukturu vašich materiálů podle mezinárodních norem. Vaše vzorky můžete charakterizovat pomocí tří metod vyhodnocení:​

• Planimetrická metoda pro automatickou rekonstrukci hranic zrn​
• Metoda průsečíků s různými měřicími mřížkami pro interaktivní detekci a počítání průniků hranic zrn​
• Metoda porovnání pro ruční vyhodnocení obrazu s porovnávacími diagramy​
  

Software ZEISS ZEN Intellesis využívá algoritmy strojového učení a předem natrénovaný model k rozpoznání cizí fáze a hranic zrn. Jedním kliknutím můžete vybrat model segmentace instance a třídu, která má být segmentována.​

Zobrazení výsledků obsahuje všechny obrázky a výsledky provedené analýzy. Ukázány jsou také původní snímky. Všechny výsledky analýzy si můžete prohlédnout v přehledné tabulkové podobě a také ve sloupcovém grafu s distribucí velikosti zrn.