Springe zum Seiteninhalt

Prüfung von Elektrodenfolien

Die Prüfung von Elektrodenfolien für Lithium-Ionen-Batterien erfolgt im Zugversuch oder im Durchstoßversuch

Prüfanforderung

  • Zugversuche werden an allen folienartigen Werkstoffen einer Batteriezelle durchgeführt. Hier werden vor allem Aluminium- und Kupferfolien, Polymer-Separatoren oder Folienwerkstoffe für Schutzfunktionen wie z.B. bei Pouchzellen auf Zugfestigkeit und Dehnung geprüft. Diese Folien können je nach Einsatzgebiet geringe Foliendicken von < 10µm aufweisen und müssen von Prüfmaschinen sicher und wiederholbar geprüft werden können. Wichtig für die genaue Bestimmung der Werkstoffeigenschaften ist die vertikale Ausrichtung der Probe, das vorsichtige Klemmen und die berührungslose Ermittlung der Längenänderung mittels Video- oder Laser-Extensometer. Besondere Aufmerksamkeit erfordern Lithium-Metall Folien, da deren Zugfestigkeit nur in inerter Umgebung bestimmt werden können. Dafür sind besondere Schutzgaskammern, Probenvorbereitung und Probenmanipulation erforderlich.
  • Die Hüllen von Pouchzellen bestehen aus einem laminierten Schichtverbund. Diese werden fest miteinander verschweißt um die strukturelle Stabilität und die definierte Dichtheit der Zelle zu gewährleisten. Bei der Siegelnahtprüfung werden im Zugversuch die maximalen Zugkräfte ermittelt.
  • Separator-Folien isolieren Anode und Kathode elektrisch bei gleichzeitiger Durchlässigkeit von Lithium-Ionen. Der Separator muss für die Lebensdauer der Zelle einen Kurzschluss verhindern. Im Durchstoßversuch wird die Widerstandsfähigkeit der Folie gegen definierte Eindringkörper ermittelt.

ZwickRoell Prüflösung

  • Prüfungen werden je nach Anforderung mit universellen Prüfmaschinen im Kraftbereich von 1 bis 10 kN durchgeführt.
  • Wichtige Materialkennwerte, vor allem in der Zugprüfung, können durch leichte Ausrichtbarkeit und adaptierte pneumatische Probenhalter wiederholbar ermittelt werden. So können auch sehr dünne metallische und Kunststoff-Folien (<50µm ohne Quetschen oder Knicken sicher gehalten werden.
  • Für die Messung hochgenauer Werkstoffeigenschaften, die vor allem in der Simulation verwendet werden kommen vor allem sehr genaue Kraft- und Verformungssensoren zum Einsatz. Speziell für sehr dünne Elektrodenfolien ist es bei der Ermittlung von Dehnungswerten wichtig, keine Beeinflussung des Prüflings durch berührende Längenänderungsaufnehmer erfolgt. Hierfür eignen sich berührungslose video- oder laserbasierte Längenänderungsaufnehmer der Reihe videoXtens> oder laserXtens ideal.
  • Thermische Einflüsse können mit einer Temperierkammer in einem großen Temperaturbereich von -80°C bis +250°C frei simuliert werden.

Passende Produkte

Top