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锂离子电池单元,电池模块和电池组的测试解决方案

锂离子电池组由各种组件和材料组成,这些组件和材料根据其不同的功能受到许多负载应用。在生产过程中,材料在各个制造阶段都受到机械载荷的影响,并且必须适应这种载荷。在电池运行过程中,所使用的材料受到电化学、热和机械负载。

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电极的电影
对锂离子电池电极薄膜的测试采用拉伸试验或穿刺试验。
电极薄膜
电极涂层
测定活性材料涂层与电极(Al或Cu膜)之间的结合强度,活性材料涂层的硬度/刚度/压缩性,活性材料涂层的弯曲强度和电池层之间的摩擦系数。
电极涂层
分隔符
锂离子电池聚合物分离器的测试采用拉伸试验或穿刺试验。
为分隔符
固态电池
固态电池的机械性能,如锂金属阳极
到固态电池

测试需求

  • 锂离子电池组由各种组件和材料组成,这些组件和材料根据其不同的功能受到许多负载应用。
  • 使用各种材料:包括由铝和铜薄膜制成的电极材料,聚合物分离器(PE或PP),石墨或钛酸盐电极涂层,锂金属氧化物涂层,铝基外壳(固体外壳或层压箔)等。
  • 在生产过程中,材料在各个制造阶段都受到机械载荷的影响,并且必须适应这种载荷。在电池运行过程中,所使用的材料受到电化学、热和机械负载。
  • 因此,必须确定拉伸应力、抗屈曲性、裂缝强度、剪切强度、密封缝强度、粘结强度、抗穿刺强度、弹性、温度应力或抗压强度。此外,有些部件还必须通过功能测试,如终端剪力或柱体单元安全阀的抗刺穿性,或集流器焊缝强度的简单验证。锂离子电池的性能周期也是必须了解的,为此,获取充电过程中因膨胀引起的机械电池变形对电池环境的设计具有重要作用。其他挑战包括:在宽温度范围内(-40至+120°C)的耐温性,抗振动性,周期性负载和电化学影响引起的老化过程。

ZwickRoell测试方案

  • 根据要求,在1 ~ 10kn的力范围内使用通用试验机进行测试。
  • 重要的材料特性,特别是在拉伸测试中,由于易于对准和适应的气动握把,可以通过重复性确定。这也允许非常薄的金属和塑料薄膜(<50 μ m)保持不压碎或扭结。
  • 非常精确的力和变形传感器用于测量高精度的材料性能,主要用于仿真过程。对于极薄电极薄膜上应变值的测定,接触式伸缩计对试样不产生影响是特别重要的。videoXtens或laserXtens系列的非接触式视频或激光引伸计是这一目的的理想选择。
  • 热影响可以在-80°C到+250°C的宽温度范围内自由模拟。
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