Mehrskalige Bildgebung von Batterien

Im Mittelpunkt der modernen Batterieforschung steht die Verbesserung der Leistungsdichte durch neue Elektrodendesigns. Die Mikrostruktur dieser Elektroden hat maßgeblichen Einfluss auf deren Leistung wie auf die Reichweite von E-Fahrzeugen und die Stromaufnahmefähigkeit der Batterien. Veränderungen, die im Lauf der Zeit in der Elektrode auftreten, bestimmen Lebensdauer und Stabilität: Dendriten- und Rissbildung können beispielsweise zu einem vorzeitigen oder katastrophalen Ausfall einer Batterie führen. Im Hinblick auf Sicherheit sind Qualitätskontrollen zur Identifizierung von Massendefekten wie Fremdpartikel und Dendriten unverzichtbar.

Um die Leistung für eine bestimmte Anwendung zu optimieren und einen frühzeitigen Ausfall zu verhindern, müssen Batterien in mehreren Größenordnungen untersucht werden. Dies betrifft die Zusammensetzung, die kristalline Gitterstruktur und die Mikrostruktur der einzelnen Materialien. Außerdem sind Untersuchungen auf Elektroden- und Packaging-Ebene erforderlich, um die Gesamtintegrität und das Gehäuse der Zelle zu verstehen. Die genauesten Ergebnisse werden mit in situ mit mehrskaligen Analysen erzielt, bei denen die Probe unbeschädigt bleibt.

Das zerstörungsfreie Imaging einer Batteriezelle muss in verschiedenen Größenordnungen möglich sein, ohne dass dabei die Struktur beeinträchtigt wird. Batteriezellen reagieren jedoch empfindlich auf Luft, daher ist diese Aufgabe alles andere als einfach. Die komplexe Probenpräparation, wie das Schneiden, Öffnen, Demontieren und Befestigen, erschwert die Analyse zusätzlich.

Die Lösungen von ZEISS Microscopy helfen Ihnen, diese dringenden wissenschaftlichen Herausforderungen im Bereich der Batterietechnologie zu bewältigen. Wenn Sie Batteriezellen in verschiedenen Größenordnungen ohne Beeinträchtigung der Batterieintegrität oder -struktur untersuchen möchten, benötigen Sie zerstörungsfreie Röntgenmikroskopie. Sie ermöglicht hochauflösende Bilder, ohne dass empfindliche Komponenten mit Luft in Kontakt kommen. Das In-situ-Imaging liefert wichtige Einblicke in alterungsbedingte Veränderungen, Fehlerarten und Defekte und bewahrt die Batterie für die weitere Analyse im Rahmen korrelativer und mehrskaliger Workflows.

ZEISS bietet ein umfassendes Portfolio korrelativer Lösungen für zerstörungsfreie Bildgebung entlang unterschiedlicher Längenskalen in 2D, 3D und 4D.