입자 형상 분석이 중요한 이유

자동화된 광학 이미징으로 분석하는 방법

만약 여러분이 이번 휴가 시즌에 가족들과 시간을 보낸다면, 아마도 여러분은 직소 퍼즐을 하고 있을 것입니다! 이 퍼즐에서 각각의 독특한 조각들은 전체적인 그림에 기여합니다: 여러분은 알맞은 모양을 맞춰야만 퍼즐을 끝낼 수 있습니다.

배터리 제조에서도 마찬가지입니다. 배터리 전극의 성능에 중요한 역할을 하는 것은 입자 형태, 즉 입자의 형태와 구조입니다. 퍼즐 조각과 마찬가지로 배터리의 입자들이 잘 맞는 방식(즉, 입자 형태)이 전체적인 효율에 영향을 미칩니다. 하지만 우리는 배터리 소재를 분석할 때, 입자 형태 보다는 입자 크기나 화학적 조성에 더 중점을 두기도 합니다.

입자 모양이 왜 그렇게 중요하고 분석하기가 어려운가요?
배터리 성능에 매우 중요한 몇 가지 요소는 입자의 형태에 크게 영향을 미칩니다. 입자가 거칠고 매끄럽고 규칙적이며 길쭉한지 여부는 슬러리 레올로지, 패킹 밀도, 공극률, 균일성에 영향을 미칠 수 있습니다. 그리고 이 모든 특성은 전극의 전체적인 효율과 수명에 영향을 미칩니다.

이 모든 것이 입자 모양을 분석하고 최적화하는 것을 배터리 제조의 품질 관리 프로세스의 필수적인 부분으로 만든다는 것을 의미합니다. 하지만 이것은 말처럼 쉽지 않습니다. 배터리 전극 입자는 종종 매우 복잡한 모양의 거대한 범위를 갖는데, 기존의 분석 방법들이 항상 이러한 복잡한 세부 사항들과 변화들을 포착할 수는 없습니다.

자동화된 광학 이미징 입력
바로 여기서 자동화된 광학 이미징을 얘기할 수 있습니다. 이 기술은 광학 현미경의 힘과 정교한 소프트웨어 알고리즘을 결합하여 입자의 모양(또는 크기)을 분석하고 정량화합니다.

자동화된 광학 이미징은 수동 조작과 분석이 필요한 기존의 현미경과 달리 수천 개의 입자의 모양, 크기, 질감, 분포 등을 한 번에 포착할 수 있습니다. 즉, 종합적이고 빠르고 정확한 기술로 입자 형태 분석에 혁신을 일으킬 수 있습니다.

Morphologi 4를 통한 한 단계 발전
Morphologi 4의 완전 자동화된 이미지 분석 기능을 통해

순환성(Circularity)
연신율/종횡비(Elongation/aspect ratio)
원형 등가(CE) 직경(Circular Equivalent (CE) diameter)
투명성(Transparency)
… 0.5μm 이하의 입자와 10,000~500,000개의 입자의 샘플 크기에 대해 측정할 수 있습니다.

더 좋은 점은, Morphologi 4-ID를 사용하면 이러한 자동화된 정적 영상 기능을 라만 분광법과 결합할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 하나의 플랫폼에서 입자 크기, 모양 및 화학적 동일성을 동시에 측정할 수 있으므로 입자의 전체 사진을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 입자의 행동을 진정으로 이해할 수 있습니다.

배터리에 대한 수요가 급증함에 따라, 점점 더 많은 제조업체들이 그들의 품질 관리 도구상자에 자동화된 광학 이미징을 필요로 할 것입니다. Morphologi 4와 같은 기기들은 종종 간과되는 배터리 제조 퍼즐의 이 조각을 푸는 것을 도울 수 있습니다.

보다 효과적인 입자 모양 분석을 통해 품질 관리에 혁신을 일으킬 준비가 되었습니까? 브로셔에서 Morphologi 4(및 기타 배터리 연구 및 품질 관리 솔루션)에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

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