Caractérisation des batteries lithium-ion avec le MEB de table Thermo Scientific Phenom XL G2

Des téléphones et autres appareils portables aux voitures électriques. Nous ne pouvons plus imaginer la vie sans les batteries qui les accompagnent. La recherche ainsi que le développement de nouvelles innovations deviennent également essentiels pour réduire à long terme l’impact environnemental des véhicules électriques, par exemple.

Les batteries lithium-ion sont des dispositifs de stockage d’énergie très efficaces. Elles  sont actuellement largement utilisées dans différents domaines d’application, de l’électronique grand public (téléphones portables, tablettes, ordinateurs portables…), au secteur automobile (véhicules électriques), etc.

Caractérisation des batteries lithium-ion – Le défi

Les technologies actuelles ont permis de développer des batteries au lithium à électrolyte liquide, tandis que les batteries à l’état solide représentent l’avenir de la recherche.

Ces batteries à l’état solide résolvent deux problèmes :

• Offrir une densité plus élevée
• Fournir un produit plus sûr et plus fiable

Le principal défi de la caractérisation des batteries lithium-ion est que le lithium est très réactif à l’air. Lors de la recherche et du développement de batteries à l’état solide, l’échantillon doit être protégé des influences environnementales afin d’éviter les réactions, tant pendant la préparation que pendant l’analyse. Un environnement sous argon empêche le lithium de réagir avec l’oxygène, l’azote et/ou l’eau, évitant ainsi tout danger potentiel.

MEB de table Thermo Scientific Phenom™ XL G2 – La solution

Le MEB de table Thermo Scientific Phenom™ XL G2 est le seul microscope électronique à balayage qui peut être placé à l’intérieur d’une boîte à gants sous atmosphère argon pour l’analyse d’échantillons de batteries au lithium sensibles à l’air.

Lorsque l’échantillon est transféré de la boîte à gants au MEB de table, il est généralement affecté par des substances telles que l’eau, l’oxygène ou l’azote. Les solutions disponibles, telles qu’un système de transfert d’échantillons sous vide, sont coûteuses, complexes et ne protègent pas suffisamment l’échantillon. 

En revanche, l’utilisation du MEB dans la boîte à gants permet d’accélérer le flux de travail, car l’échantillon et le microscope se trouvent dans le même environnement.

Bien que le lithium ne réagisse pas au contact de l’argon, l’analyse dans un environnement rempli de ce gaz est un défi.

Un microscope électronique à balayage applique une tension d’environ 15 000 volts (voire plus). L’utilisation d’une tension aussi élevée dans un environnement rempli d’argon, sans précautions appropriées, peut provoquer des décharges susceptibles d’endommager les composants électroniques du MEB.

Le Phenom XL G2 compatible avec l’argon utilise une technologie spéciale pour surmonter ce problème et fournir un environnement protégé pour la caractérisation des échantillons sensibles à l’air.

MEB de table Thermo Scientific Phenom XL G2 compatible avec l’argon – Les avantages

Avec le MEB Phenom XL G2 compatible avec l’argon, il est possible de réaliser la préparation des échantillons et l’analyse MEB/EDX dans le même environnement. Cela permet non seulement d’accélérer le processus de préparation des échantillons et l’analyse, mais aussi de protéger les échantillons grâce à l’environnement d’argon. En plus , cela permet d’effectuer une analyse ou une présélection avant de transférer l’échantillon vers d’autres instruments scientifiques.

Malgré l’utilisation de gants, la manipulation du porte-échantillon est facile. Le système peut être utilisé pendant de nombreuses heures sans nécessiter d’intervention manuelle.

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