探索汽车固态电池的工业CT无损检测

伴随着电动汽车和可再生能源的快速发展，固态电池作为动力电池领域的前沿技术，近年来备受关注。电动汽车市场的快速增长催生了对更高效、更安全电池技术的需求，而固态电池具备高安全性和潜在的高能量密度的性能特点，有望成为电动汽车和其他移动设备的下一代电源解决方案。

在这一背景下，全球范围内的研究团队和企业开始投入大量资源进行固态电池的研发。包括日本、美国和中国在内的多家车企及电池企业都在今年先后宣布了各自固态电池产品的最新进展。例如，丰田就宣布计划在2026年启动固态电池的生产；梅赛德斯-奔驰也在积极布局固态电池技术，宣布与美国电池初创公司Factorial Energy合作，共同开发新型全固态电池技术；广汽集团、上汽集团和宁德时代等企业都在积极推进固态电池技术的研发和应用，广汽集团已经宣布计划在2026年实现全固态电池的量产装车，这在全球范围内是最早的量产时间节点之一。

在液态电池发展相对成熟的当下为什么这些企业还要研发固态电池呢？
从安全方面来看，固态电池能够有效提高锂电池的安全性。

液态电池面临的主要风险是热失控。当前液态电池体系能够做的包括：提升隔膜的耐温性、电解液中添加阻燃物质等。但这些措施不能够彻底消除自身的安全隐患。如果使用耐高温、不燃烧或者不易燃烧的固态电解质，则可以从根源上降低锂电池的自燃风险。

从性能方面来看，固态电池有潜在的高能量密度特点。
固态电池能够兼容能量密度更高的正负极材料。未来，要发展超高能量密度的锂电池，需要使用金属锂作为负极材料。金属锂作为负极材料时，在充放电的过程中，负极材料表面容易形成锂枝晶。在液态电池体系中，锂枝晶会刺破隔膜，导致电池的短路，从而引发电池的失效。此时，使用固态电解质则可以有效解决这一问题。

因此，尽管固态电池的量产在短期内面临诸多挑战，在实现量产普及的道路上，相关企业也必须克服包括提高离子导电性、确保安全性和稳定性等技术难题。同时，降低生产成本，使固态电池的价格更具竞争力，也是企业必须面对的挑战。

客户案例
全球领先的新能源电池公司LG Energy Solution（LG新能源）看好固态电池的发展前景，目前正在开发聚合物和硫化物固态电池以及使用锂金属负极的高能量密度充电电池，但当下他们也面临着一些挑战，如增加电池界面接触、降低生产成本。
蔡司作为LG新能源的合作伙伴，为其电池研发中的质量难题提供高效的解决方案。

ZEISS Xradia X射线显微镜（XRM）可对电池结构进行安全、高效的无损三维成像。LG研发团队在发现疑似问题区域后，利用蔡司X 射线显微镜的高分辨率无损图像和相关分析技术，锁定问题根源，确定改进措施，从而帮助产品开发。

随着市场对电池的分析要求也日益提高，不仅需要更快、更大量地分析更小的问题，而且实时分析的需求也愈发强烈。在此背景下，LG 积极将蔡司的分析设备和技术引入电池研发流程。同时，对于一些无法解决的问题，LG 与蔡司展开合作，共同开发电池专用的定制技术以及各类新的分析技术，从而提升其在电池领域的竞争力。