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仪器分析

电池电极与孔隙网络分析

Battery-electrode & Pore-network Analysis

重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,其中分割活性材料、孔隙和集流体,计算孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触。辐照剂量和空气暴露受控,分割阈值在多个连续切片中检查稳定性。

检测内容
电极孔隙网络 · 纳米CT重建
适用对象
电极孔隙网络:分割活性材料、孔隙和集流体,计算孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,结果用于重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触 · 纳米CT重建:在高几何放大或光学放大条件下采集投影并重建亚微米至微米体素数据,测量位置按以下方式布置:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域
方法标准
GB/T 41123.1-2021 · GB/T 41123.3-2021
报告交付
电池电极与孔隙网络分析技术报告及主要结论 · 电极三维结构、孔隙率与孔径、连通性、曲折度及颗粒接触统计
确认检测需求登记对象、检测目标和报告用途
样品登记登记数量、状态和制样要求
检查检测过程记录检测条件并审核原始数据
出具报告交付结果、附件和技术说明
01

检测范围

检测范围检测内容与适用对象

重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,其中分割活性材料、孔隙和集流体,计算孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触。辐照剂量和空气暴露受控,分割阈值在多个连续切片中检查稳定性。

01项目内容

电极孔隙网络

分割活性材料、孔隙和集流体,计算孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,采集区域:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域。

02适用情况

对象与条件

电极孔隙网络:分割活性材料、孔隙和集流体,计算孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,结果用于重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触 纳米CT重建:在高几何放大或光学放大条件下采集投影并重建亚微米至微米体素数据,测量位置按以下方式布置:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域 检测对象:电极小柱、极片卷芯局部、催化层和循环前后电池材料 测量位置:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域 数据判读:重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触

03结果解释

需要注意的限制

电池电极与孔隙网络分析结果单个视场对应具体测区,整批和整体结构增加代表性测点;三维结构采用三维方法评价,并记录制样、真空、束流和图像阈值 电池电极与孔隙网络分析结果观察结果与实际取样位置和视场对应;三维结构采用三维方法评价,图像统计同步记录阈值及束流、真空、切割和抛光条件。 电池电极与孔隙网络分析结果对应实际收到的样品、采用的X射线显微镜与纳米CT XRM/Nano-CT条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性 仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

技术说明

检测时需要注意什么

实施流程

1. 确认电极状态、取样方向和感兴趣体积;2. 完成密闭固定并设置兼顾颗粒与孔隙对比的成像条件;3. 实施定位扫描和局部高分辨投影采集;4. 重建并分割活性材料、孔隙、集流体和裂纹;5. 计算孔网参数并输出循环前后或工艺组对照

视场与分辨率

提高放大倍数会缩小视场和允许样品尺寸,两级扫描兼顾定位范围与局部细节,样品资料:记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径。

辐照管理

电池、聚合物和有机封装材料采用剂量分段,比较扫描前后外观与投影稳定性,测量位置:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域。

相位衬度

轻元素材料使用传播相衬时,边缘增强与真实尺寸分开处理,分割规则保留,对照数据:比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度。

分辨声明

空间分辨率由系统响应或标准样标定,并与重建体素及可识别结构尺度一并给出,结果解释:辐照剂量和空气暴露受控,分割阈值在多个连续切片中检查稳定性。

02

适用产品与样品

电池电极与孔隙网络分析适用于以下产品、样品及技术问题。

适用产品和常见问题

  • 电极孔隙网络:分割活性材料、孔隙和集流体,计算孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,结果用于重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触
  • 纳米CT重建:在高几何放大或光学放大条件下采集投影并重建亚微米至微米体素数据,测量位置按以下方式布置:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域
  • 检测对象:电极小柱、极片卷芯局部、催化层和循环前后电池材料
  • 测量位置:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域
  • 数据判读:重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触
03

送样前需要准备什么

送样信息包括材质、形态、批次、保存条件、目标参数及制样要求。

  1. 01

    样品形式:电极小柱、极片卷芯局部、催化层和循环前后电池材料

  2. 02

    制样与装夹:保持电极结构和荷电状态,采用密闭或惰性转移并稳定固定兴趣区

  3. 03

    随样资料:记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径

  4. 04

    对照样品:比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度

  5. 05

    位置记录:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域

准备资料样品和资料要求

样品形式:电极小柱、极片卷芯局部、催化层和循环前后电池材料 制样与装夹:保持电极结构和荷电状态,采用密闭或惰性转移并稳定固定兴趣区 随样资料:记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径 对照样品:比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度 位置记录:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域

项目结果本页列出的结果内容

电池电极与孔隙网络分析技术报告及主要结论 电极三维结构、孔隙率与孔径、连通性、曲折度及颗粒接触统计 原始资料:电极孔隙网络数据;记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径 位置资料:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域 对照资料:比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度

04

检测项目

01

电极孔隙网络

分割活性材料、孔隙和集流体,计算孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,采集区域:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域。

02

纳米CT重建

在高几何放大或光学放大条件下采集投影并重建亚微米至微米体素数据,对照组合:比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度。

03

区域放大成像

先以较大视场定位,再对目标局部实施高分辨扫描,实现结构与坐标衔接,样品资料:记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径。

04

微裂纹定量

追踪内部裂纹长度、开口、面积、分支及其与孔隙或夹杂的连接,数据判读:辐照剂量和空气暴露受控,分割阈值在多个连续切片中检查稳定性。

05

材料相衬度

根据吸收或相位衬度区分密度接近的聚合物、碳材料和轻元素相,应用方向:重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触。

05

检测方法和流程

受理前需要确认什么受理前需确认对象、样品状态、方法适用性和实施条件;具体检测范围、进度与报告要求以双方确认的方案为准。
06

检测标准和方法

以下是本页引用的标准与方法资料。具体项目是否适用、采用哪个版本及如何判定,需结合对象、条件和委托要求确认。

6 项标准共列出 6 项标准与方法。

共 6 项

GB/T 41123.1-2021中国标准无损检测 工业射线计算机层析成像检测 第1部分:原理、设备和样品GB/T 41123.1-2021用于电池电极与孔隙网络分析的射线CT原理、设备、样品和扫描配置。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 · 现行/Published · 查看发布机构来源
GB/T 41123.3-2021中国标准无损检测 工业射线计算机层析成像检测 第3部分:验证GB/T 41123.3-2021用于电池电极与孔隙网络分析的工业CT系统性能验证和结果质量核查。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 · 现行/Published · 查看发布机构来源
ISO 15708-2:2025国际标准Non-destructive testing — Radiation methods for computed tomography — Part 2: Principles, equipment and samplesISO 15708-2:2025用于电池电极与孔隙网络分析的射线CT原理、设备、样品和扫描配置。ISO · Published · 查看发布机构来源
ISO 15708-3:2025国际标准Non-destructive testing — Radiation methods for computed tomography — Part 3: Operation and interpretationISO 15708-3:2025用于电池电极与孔隙网络分析的Non-destructive testing - Radiation methods for computed tomography - Part 3: Operation and interpretation项目实施与数据记录。ISO · Published · 查看发布机构来源
ISO 15708-4:2025国际标准Non-destructive testing — Radiation methods for computed tomography — Part 4: QualificationISO 15708-4:2025用于电池电极与孔隙网络分析的工业CT系统性能验证和结果质量核查。ISO · Published · 查看发布机构来源
ASTM E3505-25国外标准Standard Practice for Direct Determination of Computed Tomography (CT) Detail Detection Sensitivity and Calculation of Numerical Detection LimitASTM E3505-25用于电池电极与孔隙网络分析的Standard Practice for Direct Determination of Computed Tomography (CT) Detail Detection Sensitivity and Calculation of Numerical Detection Limit项目实施与数据记录。ASTM International · Active · 查看发布机构来源
07

报告和检测数据

电池电极与孔隙网络分析技术报告及主要结论
电极三维结构、孔隙率与孔径、连通性、曲折度及颗粒接触统计
原始资料:电极孔隙网络数据;记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径
位置资料:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域
对照资料:比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度
常见报告用途
重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触电池电极与孔隙网络分析数据积累:记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径复测与取样导航:从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域工艺与状态比较:比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度
检测结果说明

电池电极与孔隙网络分析结果单个视场对应具体测区,整批和整体结构增加代表性测点;三维结构采用三维方法评价,并记录制样、真空、束流和图像阈值

电池电极与孔隙网络分析结果观察结果与实际取样位置和视场对应;三维结构采用三维方法评价,图像统计同步记录阈值及束流、真空、切割和抛光条件。

电池电极与孔隙网络分析结果对应实际收到的样品、采用的X射线显微镜与纳米CT XRM/Nano-CT条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性

仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

08

常见问题

01电池电极与孔隙网络分析的电极孔隙网络结果通常怎样表达?

分割活性材料、孔隙和集流体,计算孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触。

02电池电极与孔隙网络分析的电极孔隙网络哪类样品适合测量?

电极小柱、极片卷芯局部、催化层和循环前后电池材料,保持电极结构和荷电状态,采用密闭或惰性转移并稳定固定兴趣区。

03电池电极与孔隙网络分析的电极孔隙网络样品前处理包括什么?

保持电极结构和荷电状态,采用密闭或惰性转移并稳定固定兴趣区,记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径。

04电池电极与孔隙网络分析的电极孔隙网络参照数据如何建立?

比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度,体素、剂量、相衬距离、重建和分割规则保持一致。

05电池电极与孔隙网络分析的电极孔隙网络测点数量怎样安排?

从极片整体坐标定位到涂层子体积,分别统计中心、边缘和裂纹邻域,保持电极结构和荷电状态,采用密闭或惰性转移并稳定固定兴趣区。

06电池电极与孔隙网络分析的电极孔隙网络质量参数如何保持一致?

辐照剂量和空气暴露受控,分割阈值在多个连续切片中检查稳定性,体素、剂量、相衬距离、重建和分割规则保持一致。

07电池电极与孔隙网络分析的电极孔隙网络最终资料包括哪些?

电极三维结构、孔隙率与孔径、连通性、曲折度及颗粒接触统计,记录配方、压实密度、循环节点、荷电状态、取样方向和目标孔径。

08电池电极与孔隙网络分析的电极孔隙网络怎样用于批次评价?

重建活性颗粒与孔隙网络,量化孔隙率、连通性、曲折度和颗粒接触,比较新鲜与循环后电极,或不同压实和配方样的孔隙率、连通和曲折度。

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