蔡司工业CT无损检测技术在锂离子电池的应用

 　　锂离子电池，由于其具有高重量能量密度和体积能量密度，循环寿命长，无记忆效应等优点，越来越受到市场和消费者的青睐。随着锂离子电池的快速发展，众多和锂离子相关的表征手段也越来越被人们所熟悉。其中就包括许多原位表征技术，如原位X射线衍射(in situ XRD)、原位透射电子显微镜(in situ TEM)、原位拉曼光谱(in situ Raman)、原位扫描电子显微镜(in situ SEM)等。今天，小编简单和大家一起分享的原位表征手段是蔡司工业CT技术，英文名为Computed Tomography，即计算机断层摄影术。

蔡司工业CT VoluMax 9 titan锂电池专用

　　01　工业CT技术简介

　　提到CT技术，相信很多人第一时间会联想到医学影像学。的确，CT的发明与医学有很多关系。CT的发明，是医学影响学发展史上的一次革命。

　　1917年，奥地利数学家雷登(J. Radon)提出可通过从各方向的投影，并用数学方法计算出一幅二维或三维的重建图像的理论。后来，考迈克于1967年完成了CT图像重建相关的数学问题。亨斯菲尔德在英国EMI实验中心进行了相关的计算机和重建技术的研究，重建出图像。1971年诞生了第一台CT装置。

蔡司X射线显微镜 微焦点CT

　　CT是用X射线束对一定厚度的层面进行扫描，由探测器接受透过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器转为数字，输入计算机处理。对于材料学领域，CT的成像原理是根据待测样品内部不同相和成分的密度以及原子系数的不同，对X射线的吸收能力有强有弱从而造成成像的明暗差别，进行不同组分的分析。CT机结构包括X射线发生部分(高压发生器、X线管、冷却系统、准直器和楔形滤过器/板)、X线检测部分(探测器，模数、数模转换器)、机械运动部分(扫描机架、滑环)、计算机部分(主机及阵列处理器)及图像显示和存储部分(监视器、存储器)、工作站等。

　　02　蔡司工业CT的应用领域

　　CT的应用领域广泛。如上所述，CT广泛应用于生命科学、医学领域。安检领域也随处可见CT的影子，随着世界范围内的各类恐怖袭击事件的不断发生， 爆炸物检测领域正在成为CT技术应用的重要方向。此外，CT也被越来越多地应用于工业领域，用于进行问题侦查、不合格分析、复杂结构的组装检测、高级物料研究等。近些年，CT也在新能源领域，如锂离子电池、燃料电池、固态电池方面，正逐渐开辟它的应用新天地。

　　03　蔡司工业CT技术在锂离子电池的应用

　　锂离子正负极材料及电极的微观结构显著影响电池的性能发挥。借助高分辨CT，我们能更深入理解材料或电池内部结构，探知界面区域的变化。

　　3.1 CT技术用于表征磷酸铁锂/碳正极材料孔隙

　　3.2 CT技术研究硅碳核桃结构

　　3.3 CT技术研究含硅合金负极的软包电池容量衰减机理

　　3.4 CT技术用于区分锂离子电池中的活性相和非活性相

　　3.5 CT技术用于分析电池老化

　　3.6 CT技术用于研究锂离子电池热失控

　　04　小结

　　X射线CT技术在研究电极材料或者电池方面有很大的应用价值。相比于破坏性手段，使用CT手段能获得更多的材料或电极结构变化信息。CT手段有助于研究人员以更高效、精确的方式设计和分析材料与电池。

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