Requisito de ensayo
- Las baterías de iones de litio con electrolitos de estado sólido son consideradas la tecnología de baterías del futuro, con ventajas ̶–en términos de seguridad, densidad de energía y capacidad de carga rápida– que deberían ser claramente superiores a las generaciones de baterías actuales. Los componentes utilizados están fabricados de compuestos de materiales complejos que deben adaptarse perfectamente a nivel electroquímico y mecánico. Dado que el electrolito líquido ya no se usa como enlace de conexión, las baterías de estado sólido deben enfrentarse a retos como el contacto con la capa límite, la expansión térmica y la resistencia al envejecimiento. El ensayo mecánico de alta precisión permite caracterizar los materiales compuestos y las estructuras de forma exhaustiva.
- Si se usa un ánodo fabricado de metal litio, su caracterización mecánica resulta particularmente desafiante. La preparación de la probeta y la determinación de la resistencia a la tracción del metal de litio deben llevarse a cabo en un entorno de gas inerte por la fuerte degradación. Además, el material dúctil sensible debe introducirse en los portaprobetas especiales y alinearse con la máxima precaución. Solo es posible determinar de la deformación longitudinal de forma fiable con extensómetros láser ópticos adaptados sin contacto con la probeta.
- Otro desafío es determinar las propiedades mecánicas de otros componentes como el cátodo compuesto o el separador de electrolitos sólidos. La resistencia de dichos componentes es determinante para el diseño de los procesos de fabricación y la funcionalidad segura en el funcionamiento de la batería. Los electrolitos sólidos están fabricados, generalmente, de polímeros, óxidos o sulfuros y, dependiendo de su pertenencia, tienen una amplia variedad de propiedades mecánicas, que pueden ir desde la fragilidad hasta la ductilidad. Para su caracterización, se emplean nanoindentadores para analizar el módulo de elasticidad, la dureza, la resistencia a la flexión y la tenacidad a la fractura.
Solución ZwickRoell para el ensayo
- De la ZwickiLine a la AllroundLine, mordazas neumáticas adaptadas para la inserción de láminas y laserXtens
- Equipo de dureza nanomecánico ZHN
