应用分享 | Bruker SkyScan XRM 在电池与清洁能源领域的应用

随着全球对清洁能源需求的日益增长，电池技术的进步成为推动这一转变的关键因素之一。Bruker SkyScan X射线显微镜（XRM）因其在非破坏性高分辨率成像方面的优异表现，正在电池材料研发与质量控制中扮演着日益重要的角色。该技术的应用能够提高电池性能、延长电池寿命，同时加速清洁能源的创新进程。

Bruker SkyScan XRM是一种先进的3D X射线显微成像技术，能够对微米甚至纳米级结构进行非破坏性观察。这一技术结合了高分辨率、快速成像和深度分析能力，可以对复杂样品的内部结构进行详细分析，从而为电池材料的微观结构研究提供了强有力的支持。

在电池制造与研发过程中，材料的微观结构直接影响到电池的性能和寿命。电池行业面临的主要挑战包括：

材料不均匀性：电池材料的微观不均匀性可能导致性能不稳定。

循环寿命：电池在多次充放电过程中可能会出现微观结构的劣化。

热管理：电池内部的热分布不均匀可能引发安全问题。

为了应对这些挑战，电池行业对能够深入理解材料微观结构的技术有着强烈需求，而Bruker SkyScan XRM正是满足这一需求的理想工具。

材料表征与优化

Bruker SkyScan XRM可以高分辨率地成像电池材料的内部结构，帮助研究人员理解不同材料和工艺条件下的微观结构特征。这种深入的理解有助于优化材料配方，提高电池的能量密度、功率密度和循环寿命。

质量控制与缺陷检测

通过非破坏性成像，SkyScan XRM可以在生产过程中检测电池组件的内部结构，识别可能影响性能的缺陷（如裂纹、孔洞、颗粒分布不均等）。这有助于提高产品的一致性和可靠性，降低次品率。

循环寿命与劣化分析

电池的循环寿命与其内部微观结构的变化密切相关。SkyScan XRM能够跟踪电池在充放电循环中的结构变化，帮助研究人员分析劣化机制，从而改进电池设计，延长其使用寿命。

热管理与安全性分析

通过三维成像，SkyScan XRM可以分析电池内部的热分布和热管理材料的有效性，从而提高电池的安全性，减少热失控的风险。

随着全球向可持续能源的转型，电池市场的需求持续增长，预计到2030年全球电池市场规模将超过3000亿美元。Bruker SkyScan XRM在电池研发与生产中的应用有望进一步扩大，尤其是在电动车、储能系统等领域。

与此同时，随着技术的不断进步，XRM的成像速度和分辨率将继续提升，进一步满足市场对高效、准确材料表征的需求。此外，XRM在其他清洁能源领域（如氢燃料电池、太阳能电池等）的潜在应用也将带来更多市场机会。

▲锂离子软包电池在充放电后的气体分布情况（蓝色的区域）

Bruker SkyScan XRM在电池与清洁能源领域的应用为行业带来明显了的技术进步。其高分辨率、非破坏性成像能力不仅能够提高电池材料的研发效率，还能在质量控制和安全性分析中发挥关键作用。随着电池市场的快速发展，SkyScan XRM将在未来继续成为推动清洁能源创新的重要工具，助力实现全球可持续发展目标。

-转载于《布鲁克X射线部门》公众号