日立科學(xué)儀器為鋰電產(chǎn)業(yè)提供一站式解決方案

鋰離子電池作為智能手機(jī)、筆記本電腦等電子電器設(shè)備，以及電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等的電源，其性能的提升一直深受行業(yè)關(guān)注。日立科學(xué)儀器作為先進(jìn)的技術(shù)企業(yè)，可為鋰電領(lǐng)域的“研發(fā)”、“制造”、“品質(zhì)管理”，以及當(dāng)下廣泛關(guān)注的“電池回收”等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，提供從儀器到零配件再到方案等全面解決方案。

01、研發(fā)（R&D）：創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，助力鋰電池研發(fā)突破

【背景介紹】國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模并取得很大技術(shù)突破。動(dòng)力電池作為新能源汽車核心部件，是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，動(dòng)力電池綜合性能的提升是重要的支撐。電池的化學(xué)性能、電性能、循環(huán)性能、安全性能、可靠性能等評(píng)價(jià)能力的迫切要求下，推動(dòng)電池產(chǎn)業(yè)界在技術(shù)創(chuàng)新投入方面不斷加碼。

日立可以為鋰電研發(fā)、制造、品質(zhì)管理等方面提供電子顯微鏡、分析儀器等產(chǎn)品與解決方案。

【案例分享】濃度分析——原子吸收分光光度計(jì)（AAS）ZA3000

為了提高鋰離子電池的性能，需要高精度“定量分析各材料中的鋰元素”、“測(cè)定正極活性物質(zhì)中的組成元素摩爾比”、“測(cè)定有機(jī)溶劑-電解液中分離出的異物”等。ICP等離子體發(fā)射光譜法適合多元素分析，但不適用堿金屬和有機(jī)溶劑分析，對(duì)某些元素的檢測(cè)靈敏度低, 而且使用成本較高。

分析實(shí)例：正極活性物質(zhì)相關(guān)分析

左：正極活性物質(zhì)中的組成元素摩爾比；

右：原子吸收分光光度計(jì)ZA3000

日立偏振塞曼原子吸收分光光度計(jì)ZA3000系列可以高精度定量分析堿金屬-鋰元素，并且可以穩(wěn)定測(cè)定正極材料中組成元素的摩爾比，其精度低于1％。此外，還可以輕松測(cè)定有機(jī)溶劑-電解液中含有的異物，石墨爐法比ICP等離子體發(fā)射光譜法的檢測(cè)靈敏度更高。

分析實(shí)例：正極活性物質(zhì)相關(guān)分析

左：鈷酸鋰中的鋰分析；右：鈷酸鋰中的鈷分析

分析實(shí)例：電解液（電解質(zhì)）相關(guān)分析

左：碳酸鋰中的鈉分析；右：六氟磷酸鋰中的鉀分析

02、制造：智能制造，提升鋰電池生產(chǎn)效能

【背景介紹】鋰電是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。其生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要經(jīng)歷多道復(fù)雜工序，這對(duì)提高生產(chǎn)效率、提高良品率等都提出很高的要求。同時(shí)，隨著鋰電產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí)發(fā)展，智能制造、自動(dòng)化、數(shù)字化等成為鋰電制造當(dāng)下的發(fā)展趨勢(shì)。

【案例分享1】高速檢出隱藏于表面之下的微米級(jí)金屬異物——X射線異物分析儀EA8000A

原材料中的金屬異物會(huì)使電池失效，甚至發(fā)生事故。X射線異物分析儀EA8000A具備強(qiáng)大的X射線異物檢出能力，可以高效檢出20μm級(jí)微小金屬異物顆粒，并對(duì)其進(jìn)行元素識(shí)別。這套異物檢測(cè)系統(tǒng)能幫助用戶提高成品率、提升鋰電制造工序的效率、構(gòu)建工序管理并不斷改進(jìn)，從而有效控制異物混入情況。

X射線異物分析儀EA8000A

（產(chǎn)品來自日立分析儀器（上海）有限公司）

EA8000A在鋰電領(lǐng)域的應(yīng)用

【案例分享2】成分和水分測(cè)試——自動(dòng)電位滴定儀COM-A19

自動(dòng)電位滴定儀COM-A19 可以高精度地測(cè)定氫氟酸、氫氧化鋰、碳酸鋰等電解液中的各種成分。

鋰電池電解液成分濃度測(cè)定案例

左：氫氧化鋰和碳酸鋰的測(cè)試結(jié)果案例；右：自動(dòng)電位滴定儀COM-A19

對(duì)于非水相體系的鋰電池材料而言，水分是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，因?yàn)樗粌H會(huì)對(duì)材料的穩(wěn)定性有影響，而且可能引起一系列有害的反應(yīng)。在自動(dòng)滴定裝置上增設(shè)“水分測(cè)定單元”，可以同時(shí)測(cè)定水分含量。另外，平沼的單室電解單元由于不需要陰極液，能夠降低運(yùn)行成本。

鋰電池原料：聚氨酯硬化劑多元醇中水分含量測(cè)定案例

左：測(cè)試結(jié)果案例；右：MOICO-A19與卡式蒸發(fā)爐

03、品質(zhì)管理：精 準(zhǔn)監(jiān)控，確保鋰電池卓 越品質(zhì)

【背景介紹】鋰電產(chǎn)品安全性至關(guān)重要，這決定了鋰電行業(yè)對(duì)產(chǎn)品品控和管理的高規(guī)格要求，如何在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中保證鋰電產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性、均一性等尤為重要，精 準(zhǔn)的檢測(cè)技術(shù)和分析手段此時(shí)便可以發(fā)揮重要的支撐作用。

【案例分享】僅需3分鐘即可觀察影像——TM4000Plus II

TM4000Plus II 是日立臺(tái)式掃描電鏡系列中Z 新的型號(hào)。樣品無需前處理，從放入樣品到獲得圖像只需要短短幾分鐘。從形貌觀察到元素分析,以及生成報(bào)告都可以迅速完成。尤為適合各工序的鋰離子電池的品質(zhì)管理。

上左：EDS顆粒分析；上右：日立臺(tái)式掃描電鏡TM4000Plus II；

下：寬范圍成分圖

04、回收：環(huán)保先行，推動(dòng)鋰電池可持續(xù)發(fā)展

【背景介紹】我國新能源汽車行業(yè)在“雙碳”政策引導(dǎo)下進(jìn)入規(guī)模化快速發(fā)展階段。在電池需求大力拉升下，鎳、鋰、鈷等金屬價(jià)格持續(xù)上漲，，鋰電回收不僅復(fù)合減污降碳的政策方向，且目前全 球鎳、鋰、鈷等原生礦產(chǎn)資源相對(duì)稀缺。通過對(duì)廢舊動(dòng)力電池的循環(huán)利用，可有效解決資源枯竭問題。如何推動(dòng)鋰電回收產(chǎn)業(yè)由規(guī)模速度型向質(zhì)量效益型有序化轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為當(dāng)下的重要命題。

【案例分享】：鋰電材料綜合評(píng)測(cè)—SEM和AFM聯(lián)動(dòng)分析

S?Mic.是指將SEM、AFM的特點(diǎn)功能結(jié)合使用得到綜合評(píng)價(jià)。在同一視野下，對(duì)鋰離子電池正極材料進(jìn)行測(cè)試。將SEM得到的成分信息和AFM的SSRM像的電氣特性進(jìn)行匹配，得到全面的樣品信息。

左：SEM-AFM聯(lián)合觀察S?Mic.；

右：鋰電正極材料的SEM/AFM同一視野下的測(cè)評(píng)

觀察鋰電材料，SEM和AFM聯(lián)用

2023年，隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入疊加交匯、融合發(fā)展新階段，面對(duì)全 球不斷壯大的發(fā)展需求，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段，電池的安全、可控、低碳等發(fā)展方向?yàn)閷?duì)應(yīng)檢測(cè)技術(shù)提出越來越高的要求。

日立科學(xué)儀器將在鋰電解決方案的開發(fā)中不斷加碼，在鋰電領(lǐng)域“研究·開發(fā)”、“制造”、“檢測(cè)”的價(jià)值鏈中，提供從儀器到零配件的高端及前沿的解決方案。攜手廣大客戶，共同為鋰電升級(jí)不斷賦能。

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日立科學(xué)儀器（北京）有限公司

電話：400-898-1021

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