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Ensayo de láminas de electrodos

Los ensayos en láminas de electrodos para baterías de iones de litio se realizan en el ensayo de tracción y en el ensayo de perforación.

Requisito de ensayo

  • Los ensayos de tracción se llevan a cabo en todos aquellos materiales en forma de lámina de una celda de batería. En particular, se ensayan láminas de aluminio y cobre, separadores de polímeros o los materiales laminados con funciones de protección, como p. ej, las denominadas celdas «pouch», para determinar la resistencia a la tracción y deformación. En función del campo de aplicación, estas láminas pueden tener espesores finos de 10 µm y su ensayo debe llevarse a cabo de forma fiable y reproducible con máquinas de ensayos de materiales. Para la determinación exacta de las propiedades del material, es importante alinear la probeta en posición vertical y sujetarla con precaución, además de determinar la extensión sin contacto con un sistema extensométrico de vídeo o láser. Debe prestarse especial atención a las láminas de metal de litio, ya que solo puede determinarse su resistencia a la tracción en un entorno inerte. Para ello se requieren cámaras de gas protector especiales y la preparación de probetas y manipulación de las probetas.
  • Las carcasas de las celdas tipo «pouch» están fabricadas con un compuesto de capas laminadas. Están soldados entre sí para garantizar su estabilidad estructural y las especificaciones de estanqueidad de la celda. Durante el ensayo de uniones termoselladas, en el ensayo de tracción se determinan las fuerzas de tracción máximas.
  • Las láminas del separador aíslan eléctricamente los ánodos y cátodos, mientras permiten el paso de los iones de litio El separador debe evitar que se produzca un cortocircuito durante toda la vida útil de la celda. En el ensayo de perforación, se determina la resistencia de la lámina a la penetración de un indentador previamente definido.

Solución ZwickRoell para el ensayo

  • Los ensayos se llevan a cabo con máquinas de ensayos universales en el rango de fuerza de 1 a 10 kN, según los requisitos.
  • Los valores característicos del material, especialmente en el ensayo de tracción, se pueden determinar de forma reproducible, gracias a la fácil alineación y las mordazas neumáticas adaptadas a las probetas. De esta manera, incluso las láminas metálicas y plásticas más finas (<50 µm) se pueden sujetar de forma segura sin aplastarse ni doblarse.
  • Para la medición de propiedades de materiales de precisión, que se utilizan principalmente en simulación, se utilizan sensores de fuerza y deformación de alta precisión. Para la determinación de los valores de deformación en láminas de electrodos muy finas, es muy importante que los extensómetros longitudinales de contacto no influyan en la probeta. Los extensómetros sin contacto basados en sistemas de vídeo o láser de las series videoXtens o laserXtens son ideales para ello.
  • Se puede llevar a cabo una simulación libre de las influencias térmicas con una cámara de temperatura en un amplio rango de -80 °C a + 250 °C.

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