電池作為現代能源存儲的核心,其可靠性、效率與安全性直接影響著電動汽車、可再生能源存儲及便攜電子設備的發展。蔡司代理-三本工業測量儀器獲悉,傳統電池研究方法常需破壞性檢測,難以實時觀察電池內部動態變化。

近日,羅馬大學、納米技術應用工程研究中心(CNIS)與ENEACasaccia研究中心合作,通過X射線顯微鏡(蔡司 X 射線顯微鏡 Xradia 610 Versa)技術研究電池在充放電循環過程中微觀結構的變化取得突破性進展,為電池研究開辟了全新路徑,彰顯了 XRM 在電池研究中的前沿地位。

非破壞性多尺度成像揭秘電池內部奧秘
XRM 技術憑借其非破壞性、高分辨率(亞微米至納米級)及多尺度成像能力,成為電池研究的革命性工具。與傳統方法不同,XRM 無需拆卸電池或制備樣品,即可在真實充放電條件下實時捕捉物理、電化學及微納結構變化。無論是宏觀電池模組,還是微觀電極材料,XRM均能精準識別缺陷、裂紋、分層等問題,揭示影響電池性能與壽命的關鍵因素。

研究團隊通過原位無損成像實驗,模擬真實使用場景,成功監測了多種電池的動態行為。例如:

從實驗室到產業賦能可持續發展
XRM技術的應用不僅限于基礎研究,更為電池性能優化提供了關鍵洞見:
?延長電池壽命:通過實時監測退化機制,設計更穩定的電極材料與界面涂層,減少副反應。?提升安全性:識別熱失控誘因,優化電池管理系統(BMS),增強極端條件下的穩定性。?支持循環經濟:推動高效回收工藝,減少資源浪費,助力歐洲工業向可持續模式轉型。

未來展望打造下一代高性能電池
隨著全球對清潔能源需求的激增,XRM 技術將成為電池研發的核心工具。研究團隊表示,下一步將結合人工智能(AI)與大數據分析,進一步挖掘多尺度成像數據潛力,加速新型電池材料的設計與商業化進程。

X射線顯微CT檢測設備以其獨特的非破壞性成像能力,正在重塑電池研究的未來。從實驗室突破到產業應用,這項技術不僅為科學家提供了“透視”電池的窗口,更將為人類社會邁向綠色能源時代注入強勁動力。
同時,蔡司也通過開發跨尺度、多模態、多場耦合、2D-4D研究平臺,為日益復雜的電池研究帶來更加完善的顯微表征解決方案。
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