2019年3月26日，由儀器信息網(wǎng)主辦的“鋰離子電池檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用”主題網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)線(xiàn)上召開(kāi)，會(huì)議邀請(qǐng)9位鋰離子電池領(lǐng)域科研專(zhuān)家、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)及相關(guān)科學(xué)儀器生產(chǎn)商技術(shù)代表，以在線(xiàn)報(bào)告交流形式，同臺(tái)共議鋰電產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展與安全問(wèn)題凸顯新形勢(shì)下的“檢測(cè)技術(shù)與鋰電產(chǎn)業(yè)鏈”協(xié)同發(fā)展。

近來(lái)，鋰離子電池在不斷滿(mǎn)足并加速普及數(shù)碼產(chǎn)品、信息化電子產(chǎn)品的需求基礎(chǔ)上，新能源汽車(chē)的快速發(fā)展，推動(dòng)了動(dòng)力電池的異軍突起，我國(guó)已經(jīng)成為全球最主要的鋰離子電池生產(chǎn)國(guó)之一。在“新能源”、“戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)”標(biāo)簽背書(shū)之下，“高性能”與“安全”逐漸成為飛速發(fā)展鋰電產(chǎn)業(yè)的兩大關(guān)注焦點(diǎn)。兩者相輔相成，其發(fā)展都離不開(kāi)全方位檢測(cè)技術(shù)在鋰電研發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程中的發(fā)揮的重要作用。

會(huì)議中，鋰電科研專(zhuān)家、檢測(cè)機(jī)構(gòu)及儀器商技術(shù)代表分別從鋰電技術(shù)痛點(diǎn)及對(duì)檢測(cè)技術(shù)的需求、鋰電檢測(cè)市場(chǎng)的發(fā)展之路、鋰電檢測(cè)新技術(shù)及難點(diǎn)等與在線(xiàn)網(wǎng)友一一分享探討，共同為我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的良性發(fā)展建言獻(xiàn)策。

鋰電科研專(zhuān)家：高性能與安全相輔相成，檢測(cè)技術(shù)保駕護(hù)航

基礎(chǔ)力學(xué)問(wèn)題是制約鋰電池發(fā)展和應(yīng)用的瓶頸所在，但由于實(shí)驗(yàn)困難，對(duì)這些基礎(chǔ)力學(xué)問(wèn)題的研究還處于初級(jí)階段。這些力學(xué)問(wèn)題如鋰電池在循環(huán)過(guò)程中電極材料反復(fù)嵌鋰和脫鋰會(huì)引起其體積反復(fù)膨脹和收縮，從而導(dǎo)致電極材料和固體電解質(zhì)膜的疲勞斷裂等。利用原位電鏡技術(shù)，黃建宇研究組在鋰電池納米力學(xué)研究領(lǐng)域做出了一些原創(chuàng)性工作。在國(guó)際上率先制造出在高真空度電鏡中工作的鋰電池，發(fā)明了在原子尺度實(shí)時(shí)觀察鋰離子電池充放電過(guò)程的新技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)了原位納米尺度電化學(xué)和納米力學(xué)研究的新領(lǐng)域，為研究鋰離子電池的關(guān)鍵性課題提供了有效的技術(shù)條件，發(fā)現(xiàn)了鋰嵌入晶體硅的臨界尺寸效應(yīng)：當(dāng)晶體硅的晶粒尺寸大于150nm時(shí)，鋰嵌入晶體硅后會(huì)斷裂并粉末化;但當(dāng)硅晶粒尺寸小于150nm時(shí)，晶體硅顆粒就不會(huì)斷裂或粉末化。這些研究結(jié)果為研發(fā)高能量密度、高功率密度、長(zhǎng)壽命鋰電池提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。

褚衛(wèi)國(guó)首先介紹鋰離子電池發(fā)展趨勢(shì)、典型鋰離子電池正極納米材料以及納米技術(shù)提高鋰離子電池電極材料性能的基本原理。通過(guò)幾類(lèi)鋰電正極材料的研究實(shí)例說(shuō)明各種表征方法在鋰電正極材料研究中的作用，并構(gòu)建結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，為發(fā)展新型高性能鋰電正極材料提供指導(dǎo)。最后對(duì)不同表征方法在鋰電正極材料研究中的角色進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)。最終結(jié)論包括，根據(jù)需要的信息選擇適當(dāng)?shù)谋碚鞣椒?多種表征方法聯(lián)合;多角度選取表征方法，相互印證結(jié)果;表征技術(shù)在特定條件下與分析方法結(jié)合能夠獲取特定重要信息等。

鋰電檢測(cè)機(jī)構(gòu)：鋰電產(chǎn)業(yè)高速迭代之下，檢測(cè)機(jī)構(gòu)為鋰電產(chǎn)業(yè)鏈賦能

蘇州瑪瑞柯測(cè)試科技有限公司定位于第三方鋰電熱特性和熱安全測(cè)試分析并提供技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)。薛鋼首先主要介紹鋰離子電池的失效分類(lèi)、鋰離子電池失效原因、鋰離子電池失效常見(jiàn)測(cè)試分析方法。常見(jiàn)失效測(cè)試分析方法包括成分、結(jié)構(gòu)、形貌、價(jià)態(tài)、界面、電性能、熱性能等。薛鋼主要介紹了熱性能分析中的加速量熱儀(ARC)技術(shù)，即通過(guò)引入外部熱源誘發(fā)鋰電池的熱失效，進(jìn)而對(duì)造成電池失效的內(nèi)部因素進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。該技術(shù)在鋰電熱失效中的應(yīng)用主要包括材料熱穩(wěn)定性測(cè)試和電池?zé)岚踩詼y(cè)試。大量案例也表明，加速量熱儀可以從材料層面和電池層面分別探索熱失效的現(xiàn)象、特征和機(jī)理，進(jìn)而對(duì)改進(jìn)電池設(shè)計(jì)及性能提供量化數(shù)據(jù)支持。

近年來(lái)隨著鋰電池應(yīng)用場(chǎng)景的日益多樣化，鋰電池安全問(wèn)題也層出不窮。然而在鋰電池安全事故發(fā)生后，國(guó)內(nèi)目前卻少有機(jī)構(gòu)能對(duì)其進(jìn)行深度的失效分析，找出其失效原因，并制定相應(yīng)的預(yù)防性解決方案。鋰電池的安全并非簡(jiǎn)單的電芯材料與結(jié)構(gòu)問(wèn)題，而是涉及到系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用環(huán)境的的綜合性課題，并通常沒(méi)有可以重復(fù)的操作流程，需要依據(jù)客戶(hù)的案例情況定制分析方案。所以設(shè)計(jì)鋰電安全性的失效分析對(duì)人才，設(shè)備以及團(tuán)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)積累都提出了巨大的挑戰(zhàn)。在此次報(bào)告中，周健結(jié)合系列實(shí)際技術(shù)案例，與大家探討目前國(guó)內(nèi)鋰電池失效分析行業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。具體案例包括CT無(wú)損分析觀察電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化、氣質(zhì)分析了解電池劣化機(jī)理、電池拆解確認(rèn)電池失效模式、商用電池異常自放電根源研究等。

2018-2019年部分電動(dòng)車(chē)起火事件，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已經(jīng)發(fā)生50余起!隨著鋰電市場(chǎng)的推動(dòng)需求，安全檢測(cè)已成為重中之重。韓廣帥主要介紹了系列鋰電失效整體解決方案，包括逆向分析流程、正向分析流程等。逆向分析流程包括外觀/電位觀察調(diào)整、氣體抽取、電解液抽出、電池解體寫(xiě)真記錄、非大氣暴露分析等。正向分析則從正負(fù)極材料、隔膜、電解液角度，依次講解了各自的綜合檢測(cè)方案。

儀器商：迎合需求，開(kāi)發(fā)更多更廣泛鋰電解決方案

王志芳主要介紹了雷尼紹inVia顯微拉曼光譜系統(tǒng)在鋰電研究領(lǐng)域的應(yīng)用案例。正極材料方面的應(yīng)用包括微結(jié)構(gòu)變化、材料改性、識(shí)別正極材料及循環(huán)產(chǎn)物等。負(fù)極材料應(yīng)用包括評(píng)價(jià)鋰電可逆容量、探測(cè)低濃度粘合劑、負(fù)極組分及分布、石墨負(fù)極劣化評(píng)價(jià)、探測(cè)低濃度粘合劑等。最后，關(guān)于聯(lián)用技術(shù)方面，Raman-AFM聯(lián)用技術(shù)在鋰離子嵌入過(guò)程、高空間分辨率(納米量級(jí))下的拉曼成像等。

郝正明主要介紹了島津鋰電檢測(cè)的原位檢測(cè)技術(shù)。XRD原位分析技術(shù)——產(chǎn)品系列包括中端XRD-6100與高端XRD-7000。在鋰電領(lǐng)域的應(yīng)用包括高低溫附件用于樣品原位的變溫物相分析。電池附件用于鋰電電極材料充放電過(guò)程中物相分析等。SPM原位分析技術(shù)——SPM-9700HT和環(huán)境控制艙，應(yīng)用案例包括原位加熱隔膜樣品、電化學(xué)液體池模擬電池內(nèi)部電解液環(huán)境等。XPS原位分析技術(shù)——AxisSupra,全固態(tài)鋰電利用XPS技術(shù)進(jìn)行相關(guān)原位分析研究等。

王元飛首先介紹了鋰電檢測(cè)現(xiàn)行的先關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。接著針對(duì)這些檢測(cè)項(xiàng)目，具體介紹了安捷倫原子光譜產(chǎn)品技術(shù)在鋰電檢測(cè)領(lǐng)域的系列檢測(cè)方案案例，包括：痕量雜質(zhì)分析-易電離元素干擾消除、電解液直接進(jìn)樣+光譜干擾消除、主量元素分析等。

陳京一主要介紹了馬爾文帕納科XRD技術(shù)在電池研究中的應(yīng)用情況。在正極材料研究中的應(yīng)用包括物相鑒定及陽(yáng)離子混排、PIETVELD結(jié)構(gòu)精修計(jì)算離子混排等。在負(fù)極材料研究中應(yīng)用包括石墨化度、石墨電極片取向性等。并介紹了馬爾文帕納科對(duì)分布函數(shù)(PDF)對(duì)全散射的分析，為電池材料精細(xì)結(jié)構(gòu)及機(jī)理研究提供全新實(shí)驗(yàn)室方案，使得在XRD知其然的基礎(chǔ)上，PDF實(shí)現(xiàn)知其所以然。