應用分享 | 布魯克三維X射線顯微鏡SkyScan1273檢測漏液5號標準堿性電池

在現代電子設備中，5號（AA）電池是比較常見的電池類型之一。它廣泛應用於(yu) 各種家用電器、玩具、遙控器以及其他便攜設備中。了解電池的內(nei) 部結構和工作狀態對於(yu) 提高電池的性能和安全性具有重要意義(yi) 。

布魯克三維X射線顯微鏡SkyScan1273作為(wei) 一種高分辨率的無損檢測工具，能夠深入揭示電池內(nei) 部的微觀結構和潛在缺陷。為(wei) 了能夠使得檢測結果更具代表性，本文將詳細介紹應用SkyScan1273表征漏液的標準5號堿電池內(nei) 部結構的實驗結果。 

實驗方法

1. 儀(yi) 器簡介

布魯克SkyScan1273是一款先進的桌麵型三維X射線顯微鏡，具有高分辨率和高對比度的成像能力。其主要特點包括：

高通量高功率：雖然是一款桌麵型設備，但是其電壓可達130KV，功率為(wei) 39W，且可放置直徑300mm，高度500mm的大樣品。

快速掃描：能夠在較短時間內(nei) 完成高質量的三維成像。

無損檢測：無需破壞樣品，即可進行內(nei) 部結構的詳細觀察。

多模式成像：支持一係列不同的成像模式，以滿足多樣化的研究需求。 

2. 掃描參數設置

根據5號電池的尺寸和材料特性，設定合適的掃描參數。包括： 

3.結果與(yu) 討論

如圖1所示，SkyScan 1273三維X射線顯微鏡通過AA電池和其結構的各個(ge) 組件提供了清晰的視圖，包括：正負極、集電體(ti) 、金屬外殼等。

圖1、5號電池樣品結構正交三視圖 

在重構後的三維切片圖中，我們(men) 通常使用不同的灰度值表征不同的組分，在分析軟件中，我們(men) 可以根據灰度值不同進行閾值分割，用不同顏色表征電池結構中不同的部分，如圖2。

圖2、電池結構不同顏色表征 

另外，將采集的切片圖數據集導入到三維體(ti) 渲染軟件中，我們(men) 可以對樣品進行任意角度的旋轉以及“虛擬切割"，以直觀觀察電池樣品內(nei) 部不同位置和各個(ge) 角度的三維結構（圖3），也可以將上一步基於(yu) 閾值分割後提取出的感興(xing) 趣區進行單獨的三維表征（圖4）。當然，我們(men) 也可以根據需求為(wei) 不同的部分進行顏色編碼，使不同部分的三維結構之間產(chan) 生更強的對比與(yu) 區分。

圖3、電池樣品某位置“虛擬切割"後的截麵表征

圖4、提取感興(xing) 趣區域—負極做單獨的三維表征

在本案例中，我們(men) 進行了進一步的工作，即將不同的部分進行“分割提取"，並分別創建相應的網格模型，導入相應第三方軟件，以更為(wei) 逼真的渲染方式將結果結構表征出來。當然，我們(men) 也可以根據不同的需求，將這些網格模型導入到其他有限元分析軟件中去進行其他的分析。

結論

布魯克三維X射線顯微鏡SkyScan1273在檢測5號（AA）電池中展示了其優(you) 異的性能。通過高分辨率的三維成像，我們(men) 可以深入了解電池的內(nei) 部結構和潛在缺陷，為(wei) 電池的性能優(you) 化和安全性評估提供重要依據。三維X射線顯微鏡作為(wei) 一種先進的無損檢測工具，在電池研究和開發領域具有廣闊的應用前景。