锂电池在日常生活中随处可见,无论是手机、笔记本电脑、数码相机、运动手环等消费类电子产品,还是混合动力、纯电动汽车等交通工具,都需要锂电池提供能源和动力。锂电池主要由正负电极极片、隔膜和电解液组成,在充放电时锂离子以电解液为介质穿过隔膜,在正负极之间来回运动。
锂电池极片的制备包含电池材料搅拌、涂布和辊压等工艺,其中辊压成型的正负极极片表面需符合一定的粗糙度要求,保证极片不刺穿隔膜从而避免电池爆炸等安全隐患。市面上测量粗糙度的设备非常之多,接触式的探针测量方法不仅划伤极片表面,还只能提供Ra等线性的测量参数。借助FocalStation三维表面形貌测量系统提供的非接触式粗糙度测量方案,不仅能够快速获取高精度的三维表面形貌数据,还能够提供包括Sa/Sq在内的多种面粗糙度参数供分析评价。
二、测量需求
1.锂电池正负极片三维表面形貌
2.锂电池正负极片表面粗糙度
三、测量步骤
1.分别固定正/负极片样品至FocalStation测量台
2.打开FS软件并将样品扫描起点运动至测量头正下方
3.在FS软件中设置扫描参数:扫描范围1mm*1mm,点间距5μm,开始扫描并等待任务完成
4.数据预处理,包含校平、降噪等。
5.分析与报告
四、三维表面形貌
将扫描完成的锂电池正负极片的点云数据导入至MountainsMap分析软件,经预处理后,使用3D视图工具可分别查看锂电池正负极片的三维表面形貌。
五、粗糙度
初始的三维表面形貌数据包含波度表面和粗度表面两种数据,粗糙度的分析主要采用粗度表面的数据进行数据,因此在进行粗糙度计算前应使用滤波工具分离出两种表面。
采用符合国际微观表面几何计量规范的ISO25178标准对锂电池正负电极进行表面粗糙度的计算,可以得到包含Sq、Sa在内的多种面粗糙度参数,并和标准的粗糙度值进行比较。比较的结果将用来反馈前端的辊压和搅拌等工艺。