電化學反應可視化共聚焦系統(tǒng)（Electro-Chemical Reaction Visualizing Confocal System）

電化學反應可視化共聚焦系統(tǒng) ECCS B320是一臺可對鋰電池充放電過程中的電化學反應進行Operando觀測的系統(tǒng)。由Lasertec公司基于實時共聚焦光學技術以及專門設計的測試夾具組成，可對嵌鋰、膨脹、收縮、枝晶產(chǎn)生的機理進行可視化、量化分析。

基本信息

產(chǎn)品概述

• 實時充放電過程中電池橫截面Operando觀測以及量化分析

• 電極厚度方向反應的分布

• 實時觀察測量電極的膨脹和收縮量

• 實時鋰枝晶產(chǎn)生和生長過程觀測

應用

技術介紹

共聚焦光學系統(tǒng)

共聚焦光學系統(tǒng)用于收集來自焦平面(電極上活性材料表面)的反射光，而不受玻璃表面或電解質(zhì)的影響，提供具有良好分色的高分辨率的彩色圖像。

觀察單元

基礎款夾具：適用于扣式電極觀察的基礎款

復雜款夾具：疊加式觀察復雜款

溫度控制系統(tǒng)

帶有觀察孔的恒溫槽進行溫控

溫度控制范圍：-30℃~80℃

應用

電化學反應分布分析

1）陽極

石墨陽極在充電過程中經(jīng)歷了幾個不同的階段，當鋰離子在所有層之間嵌入時，石墨陽極達到SOC100%。

在這個過程中，活性物質(zhì)的顏色從灰色變成藍色、紅色，然后變成金色。從這些顏色，可以定量地分析電化學反應的分布。

2）陰極

在石墨陽極中看到的顏色變化通常不會發(fā)生在陰極中，但您可以通過測量充電/放電期間亮度的微小變化來定量分析陰極中的反應分布。

3）同時分析陰極和陽極的反應分布

摘自2017年日本電池研討會上的演講(2A14)

同時分析陰極和陽極的反應分布是可能的——前者基于亮度的變化，后者基于色調(diào)的變化。

5）枝晶形成的觀察

• 枝晶形成機制的評估

• ECCS可以觀察到在電池充放電曲線中不可見的小枝晶形成。

6）電極電壓的測量

ECCS B320具有顯微鏡功能，可用于測量電極的表面粗糙度和電壓。

7）其他案例

用途：                                     解析項目：

-全電池                                          -正負極反應分布解析         -金屬異物相關解析

-半電池                                          -正負極膨脹解析                -Gas產(chǎn)生解析

-Stack型                                        -鋰枝晶解析                       -新材料評估

-卷繞型                                          -循環(huán)老化解析                   -其他

-軟包                                             -Rate特性解析

-全固態(tài)電池                                   -溫度特性解析