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- 技術原理 -
13.Oct.2016

質譜儀-Mass 鋰電池制程式控制管方式避免過熱或爆炸


 
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鋰離子電池(Lithium-ion battery)是一種充電電池,它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動產生電壓。鋰離子電池的正極材料主要常見的有:LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2及LiFePO4。這些鋰離子電池與其發展產品是在消費電子領域常見的。它們是可攜式電子設備中可充電電池最普遍的類型之一,具有高能量密度。鋰電池依其隔離層系統的不同,又區分為鋰離子電池與鋰高分子二次電池,兩者均以碳材(如石墨)為陽極,配合鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4)或鋰鎳氧化物(LiNiO2)等陰極活性物質。
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常見因為電池不良造成的過熱甚至爆炸原因如:電池電極吸水,造成化學反應產生氣體壓力過大。電池中的氧化物吸水性是可以被量測與控制的,而電池中產生的氣體成分也可以被分析其成分進而判斷產生氣體的原因,電池也是因此膨脹失效,此應用已由大學的電池專家藉由氣相層析質譜儀GCMS Q1500分析其中的氫氣(H2)及甲烷(CH4)等低分子量氣體濃度來判斷其電池產生的反應,而低分子量氣體分析需要設備廠商提供適當的技術支援,否則一般GCMS無法分析。
 

產品比較表 SEA 6000VX SEA-Hybrid
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用途 解析用 1. 解析用
2. 抽樣檢查用
原理 螢光X射線 穿透式X-ray影像
螢光X射線
異物檢查時間-A4大小
20 micrometer 微粒
10時間
※表面異物分析
5~15分間
※內部異物分析


另外電池碳極中常會因為粉末攪拌時產生不銹鋼或是金屬微粒,造成電池短路而爆炸,而電池碳極中的金屬微粒利目前已有很好的分析工具可以分析,藉由穿透式X-ray影像分析金屬或雜質微粒位置,然後測試其金屬微粒元素成分並判斷雜質種類及來源掃描式XRF EA 6000VX(元素分析)及同步式掃描XRF EA8000VX(X-ray影像同步分析元素)都是針對電池電極中污染微粒的專用分析工具,一般XRF無法在一大片樣品中分析到雜質位置,EA6000VX及EA8000VX可以利用Mapping功能,得到雜質位置與成分,而由於XRF mapping功能對於鋰離子電池實驗室分析足夠但對於生產線上分析仍不夠效率,目前全球鋰電池大廠紛紛採用EA8000VX利用X-ray影像一秒鐘就知道金屬微粒或雜質位置,然後直接針對金屬微粒分析成分以判斷污染源,目前EA 6000VX已安裝數百台,生產線上的EA 8000VX在全球已安裝30台以上,基本上是電池產業專用分析工具。

 
SEA6000VX 系的異物解析
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EA 6000VX XRF 利用自動平臺,每區塊方式分析各種元素,並可已由使用者挑出所需元素作圖。
上圖Fe元素圖,測定4分鐘後,利用EA 6000VX顯微鏡測出SUS 15μm。
 
EA8000VX 系的異物解析
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我們在穿透式X-ray影像技術(X光機)及XRF元素分析技術應用於電子領域上已累積豐富經驗,歡迎與我們聯絡。
 
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