يساعد المجهر في فحص أبعاد البطاريات المتعددة
نشأت المجاهر الضوئية في القرن السابع عشر، وتستخدم الطول الموجي للضوء المرئي لتكبير الأشياء إلى دقة ميكرون، وتستخدم على نطاق واسع في علوم الحياة وعلوم المواد وغيرها من المجالات. في مجال البطاريات، يمكنه مراقبة هيكل القطب الكهربائي، واكتشاف عيوب القطب الكهربائي ونمو تشعبات الليثيوم، وتوفير بيانات قيمة لأبحاث البطاريات وتطويرها. ومع ذلك، فإن نطاق المراقبة محدود بسبب محدودية الطول الموجي للضوء المرئي، وهو ما يمكن حله جيدًا بواسطة المجهر الإلكتروني
يستخدم المجهر الإلكتروني، الذي تم تقديمه في عام 1931، شعاعًا إلكترونيًا لتكبير جسم ما بعامل قدره 3 ملايين للحصول على دقة نانومترية. نظرًا للدقة العالية للمجهر الإلكتروني، يمكن للبحث والتطوير في البطارية، باستخدام مجسات مختلفة، الحصول على معلومات متعددة الأبعاد (التركيب، ومعلومات التوصيف، وحجم الجسيمات، ونسبة التركيب، وما إلى ذلك)، لتحقيق مواد القطب الموجب والسالب ، والعوامل الموصلة المزيد من البنى المجهرية مثل المواد اللاصقة والكشف عن الأغشية (ملاحظة مورفولوجيا المادة، وحالة التوزيع، وحجم الجسيمات، ووجود العيوب، وما إلى ذلك)
▲ صور SEM لمواد البطارية الإيجابية والسلبية والعوامل الموصلة والمجلدات والأغشية المصدر: Zeiss (تم اختبارها باستخدام مجهر Zeiss الإلكتروني)
المجهر الإلكتروني الماسح بسبب دقته العالية. المجهر الإلكتروني الماسح. يمكن أن يعكس ويسجل بشكل واضح مورفولوجيا سطح المادة، وبالتالي يصبح أحد أكثر الوسائل ملاءمة لتوصيف مورفولوجيا المادة
فحص البطارية: من ثنائي الأبعاد إلى ثلاثي الأبعاد
على الرغم من أن الفحص المستوي ثنائي الأبعاد بسيط وفعال، إلا أنه قد يكون متحيزًا في بعض الأحيان. يوفر التصوير ثلاثي الأبعاد للمطورين نتائج فحص أكثر سهولة، مما يحسن كفاءة وأداء تطوير البطارية.
على وجه الخصوص، تتيح تقنية الفحص المجهري بالأشعة السينية، مثل سلسلة Zeiss Xradia Versa، تصويرًا ثلاثي الأبعاد غير مدمر عالي الدقة للجزء الداخلي من البطارية، والتمييز بين جزيئات القطب الكهربائي والمسام، والحجاب الحاجز والهواء، وما إلى ذلك، وهو ما يمكن أن يؤدي إلى حد كبير تبسيط العملية وتوفير الوقت
▲ تصوير عالي الدقة للجزء الداخلي من الخلية (مسح العينة بأكملها - اختيار المنطقة محل الاهتمام - التكبير وإجراء تصوير عالي الدقة) الائتمان: ZEISS (تم الاختبار باستخدام مجهر الأشعة السينية من سلسلة ZEISS XRadia Versa)
وبناءً على ذلك، تقدم ZEISS طريقة لتوصيف تطور الأنسجة رباعية الأبعاد تتيح الحصول على مزيد من المعلومات وتوفر تفاصيل أكثر دقة.
تعد تقنية الحزمة الأيونية المركزة (FIB) من الجيل التالي هي الخيار المفضل عند الحاجة إلى مزيد من التحليلات عالية الدقة. يتيح FIB جنبًا إلى جنب مع SEM المعالجة الدقيقة ومراقبة العينات على المستوى النانوي. أطلق كل من Zeiss وThermo Fisher منتجات الفحص المجهري ذات الصلة
4. اختبار الخلايا في الموقع والتطبيقات ذات الصلة بالتكنولوجيا المتعددة
غالبًا ما لا تحدد إحدى طرق الاختبار خصائص المواد بشكل كامل. لذلك، اعتمدت الصناعة معدات اختبار مختلفة للعمل معًا لتحقيق الارتباط متعدد الطرق، والذي بدوره يسمح بالحصول على معلومات متعددة الأبعاد أثناء الاختبار، مما يجعل النتائج أكثر سهولة.
في وقت مبكر، كانت نقطة البداية للارتباط متعدد الأساليب هي الحاجة إلى مراقبة الكائن قيد الاختبار بدقة مختلفة. باستخدام CT → الفحص المجهري بالأشعة السينية → FIB-SEM، يمكن اختيار منطقة وتكبيرها تدريجيًا، ويمكن الحصول على معلومات أكثر شمولاً ودقة، في حين يمكن تحقيق تحديد الموقع السريع، مما يجعل الاختبار أكثر كفاءة
▲تحليل الارتباط متعدد المقاييس لمواد الأنود
من أجل تحقيق تحليل متعدد النطاق في الموقع، أطلقت شركات مثل WITEc (ألمانيا)، وTescan (جمهورية التشيك)، وZeiss نظام RISE، الذي يحقق التطبيق المشترك لتصوير Raman وتقنية SEM. من خلال الجمع بين تضاريس سطح الخلية (SEM)، وتوزيع العناصر (EDS) ومعلومات التركيب الجزيئي لمادة القطب الكهربائي (رسم خرائط رامان)
