锂电清洁度分析：从光镜到电镜（下）

ParticleX Battery

锂电清洁度检测

由上篇文章【锂电清洁度分析：从光镜到电镜（上）】分析可知，光镜清洁度分析法容易造成金属和非金属的误判，也无法分析异物的成分信息，因此无法区分是哪一类杂质。同时，由于光镜的分辨率有限，对于小尺寸的颗粒数量会产生误判。

针对客户的实际需求，全自动的杂质检测方案 ParticleX Battery 应运而生，可实现杂质颗粒的形态和数量分析、区分杂质颗粒的种类（如铁类、铜类）等，并且可以实现 7x24h 不间断工作。

01 扫描电子显微镜检测的原理及结果

简单来说，扫描电镜是用于样品微区形貌、结构及成分的观察和分析的仪器。电子枪发射的电子束在扫描电镜镜筒中，通过电磁透镜聚焦和电场加速，入射到样品表面，电子束与样品原子核或核外电子发生多种相互作用，从而产生各种反映样品特征的信号。这些信号包括：二次电子、背散射电子、X 射线等。其中，二次电子和背散射电子被相应的探头接收，即可获得形貌信息；X 射线被能谱探头接收并分析，即可获得成分信息。

以扫描电镜和能谱仪为硬件基础，通过软件系统控制，即可实现全自动对各类杂质颗粒进行快速识别、分析和分类统计，并一键生成检测报告。测试结果如下：

a) 各类金属异物统计结果

b) 测试结果合格与否自动判定

c) 各类异物平均成分含量

d) 特殊异物详细信息

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光镜与电镜的对比分析

2.1 电镜的优势

相对于光镜，电镜最 大的优势是，通过搭配能谱探测器，可以给出颗粒的元素种类和含量信息，进而对照数据库，就能判断出颗粒的种类。通过更精细的微观形貌和成分分布特征，进一步判断颗粒来源，为工艺改进和产品质量提升提供数据支撑。如下案例所示：

通过自动检测找到如下颗粒，其主要成分为 Fe-Si-Ti-O。一键回到该颗粒位置，采集高清图像，该颗粒在形态上呈层片装。进一步对该颗粒做能谱面扫描分析，结果显示，Ti 元素集中在颗粒的右侧下层。据此推测，该颗粒为 Ti 的涂层由于摩擦或冲击脱落形成。

2.2 光镜的优势

当然，电镜系统并不会完全替代光镜系统。光镜系统由于其价格低廉、操作简单、测试速度快的优势，在清洁度分析领域得到广泛应用，尤其在磁性异物定量统计方面有其独特的优势。

两者的具体差异如下:

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ParticleX Battery

全自动电镜清洁度分析系统

飞纳 ParticleX 是最 早基于电镜 + 能谱的清洁度分析系统，其发展历史可追溯至 1992 年成立的 Aspex 公司，发展至今已经有 30 多年历史，有着丰富的技术积累。其产品特点如下：

3.1 软硬件一体化设计制造，运行更流畅

飞纳 ParticleX Battery 专业用于锂电清洁度分析。为保证整套系统的流畅运行，软件系统和硬件系统都由飞纳团队设计制造。因此，软件系统对硬件有 100% 的控制权，并可以根据用户需求进行针对性优化。

3.2 7×24 小时连续运行，无人值守

ParticleX Battery 采用 CeB6 单晶体灯丝，测试寿命超过 2000 小时，可连续隔夜分析，无需频繁更换灯丝。大样品仓室，可视面积为 100×100 mm，可放置 4 片直径 47mm 的圆形滤膜，样品测试自动切换。测试过程完全自动化，无需人为干预。

3.3 快速获取清晰图像，兼顾效率与质量

采用搜索 → 测量的运行逻辑，先在低分辨率下寻找颗粒，再在高分辨率下测量颗粒，在保证图像清晰度的前提下，大幅提升测试效率。

3.4 更高的自动化程度

将自动化模块组合成小程序，测试时直接调用小程序即可开始测试，无需设置复杂的参数。测试过程无需人为干预，操作人员只需在测试完成后发送数据即可。

自动化模块包括：自动设置电压束流等，自动消磁，自动调节亮度对比度，自动调节焦距，自动调节电子束对中，自动数据分析，自动待机等。

3.5 更完善的数据库，更灵活的分类规则

系统内置了锂电清洁度金属异物分类数据库，客户可直接调用。

客户也可以直接导入其供应商的数据库规则文件，与其供应商保持一致。

同时，客户还可根据自身产品特征灵活修改或添加分类规则，建立专用的数据库。分类规则是通过一系列布尔表达式定义，逻辑规则包括 and，or，求和，比值，含量排序等，可对复杂夹杂物做精 准描述，同时阅读和编辑简单方便。

3.6 更丰富的测试报告格式

ParticleX 系统中，集成了独立的报告生成器软件，有丰富的选项和功能，用户可自定义输出数据的种类和格式。客户也可以直接导入其供应商的报告格式文件，与其供应商保持一致。具体报告数据包括：

各类颗粒按尺寸分布的统计表格

• 可按 ISO16232 或 VDA19 要求格式，也可自定义格式

• 多种柱状图形式可选

• 包含累计分布曲线，以及 D10, D50, D90 等数据

各类颗粒的平均成分表格

• 可自定义元素的种类并做 100% 归一化
  

• 可自定义颗粒的种类并做 100% 归一化

特征颗粒详细信息列表

• 信息包括颗粒的图像、尺寸(长度、圆度、面积、周长等)、能谱谱图等

• 可将不同种类颗粒分开显示
  

• 每类颗粒可显示 500 个颗粒，并可按尺寸排序

三元相图分析

• 自定义元素种类

• 自定义颗粒类别选择

• 自定义图标大小

测试结果合格与否判定

3.7 适应各类复杂环境

不管是 Aspex 还是 ParticleX，其功能定位都是一台专业用于洁净度分析的全自动化设备。从庞大的 Aspex 到紧凑的 ParticleX，这得益于电子工业的发展和 CeB6 晶体灯丝的优良性能。设备设计得更为紧凑，具有如下优点：

• 不需要单独的房间，一张桌子就足够

• 不需要外加防震装置，内置防震系统，可以放置于车间环境，也可以放置于高楼层

• 不需要外加防磁装置，内置磁屏蔽，无需进行场地测试和场地改造

• 不需要专业技术人员，简单培训即可操作

• 方便搬运和移动，遇到实验室搬迁等，可以快速搬运，并经过简单组装即可使用

ParticleX 提供的不仅仅是分析数据，更是解决方案，它可以向您提供作出决策所需的信息，助力您的研发与生产制造。如果想了解产品更多信息，欢迎联系我们：400 857 8882