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Essai des revêtements d’électrodes

La force d'adhérence entre revêtements de matériau actifs et électrodes (feuille Al ou Cu-Folie), la dureté/rigidité/compressibilité et la résistance à la flexion du revêtement de matériau actif et le coefficient de friction entre les couches de cellules sont particulièrement importantes pour la durée de vie des batteries lithium-ion destinées à l'électro-mobilité.

Détermination de la force d'adhésion entre les revêtements de matériaux actifs et les électrodes (feuille Al ou Cu)

Demande d'essai

  • Outre les caractéristiques mécaniques, la force d’adhérence des revêtements simple ou double face sur la feuille d’arrêt est particulièrement importante, car cette connexion est déterminante pour la conductivité interne de la batterie.La force d’adhérence change également avec l’âge de la batterie et doit assurer une permanence de la connexion.
  • L'adhérence mécanique entre le matériau actif et le substrat peut être déterminée de différentes manières:La méthode la plus courante, car la plus simple, est l'essai test de pelage avec un angle de pelage de 90° ou 180°.Dans les deux variantes, la feuille revêtue est appliquée sur un substrat, puis décollée de la machine d'essai selon l'angle de pelage spécifié.Les méthodes ne sont pas normalisées, et sont donc difficilement comparables.L'évaluation qualitative du type de défaillance (défaillance de cohésion ou d'adhésion) est de plus limitée.Une consommation élevée de matériau et la préparation fastidieuse des éprouvettes sont d’autres inconvénients de cet essai.
  • Une détermination plus fiable de l’adhérence est possible avec le dispositif de traction de l’adhésif „Direction Z“.5 éprouvettes sont préparées simultanément au moyen d'un dispositif d'échantillonnage.La machine d'essai exécute automatiquement les paramètres définis pression et durée de contact pour chaque éprouvette.Chaque éprouvette est ensuite pelée en direction Z, et une valeur d'adhérence maximale claire est déterminée.En plus d'une préparation très efficace de l'éprouvette et d'une grande répétabilité, cette méthode permet également de déterminer clairement les composantes de cohésion et d'adhésion de l’image de rupture.

Vidéo

 

Détermination de l’adhérence au moyen d’un dispositif de traction de l’adhésif „Direction Z“

 

Solution d’essai ZwickRoell

  • Machine d'essai avec dispositif spécial pour le pelage des cinq éprouvettes définies en un seul serrage.
  • Dispositifs d'essai standard pour essais de pelage à 90° ou 180°

Détermination de la Dureté/Rigidité/Compressibilité du revêtement de matériau actif

Demande d'essai

  • Le processus de revêtement des électrodes est un défi majeur de la production de batteries. .Pour un fonctionnement sûr de la batterie, une excellente stabilité mécanique et un comportement de vieillissement prévisible du matériau actif doivent être garantis.La détermination des propriétés mécaniques telles que la dureté et la rigidité du revêtement constitue ici un essai important.
  • La connaissance de ces grandeurs caractéristiques permet d'optimiser les processus de revêtement et de démontrer les effets des différents composants chimiques dans le processus de développement et de production.
  • Pour accroître l’efficacité, la largeur utile du revêtement sur le substrat doit être aussi grande et homogène que possible.Grâce à l’utilisation de méthodes de pénétration instrumentées, les variations de qualité liées à la production dans les zones de bordure du revêtement peuvent être détectées et réduites.

Solution d’essai ZwickRoell

  • Le testeur nanomécanique universel ZHN détermine les valeurs de dureté et les modules d'élasticité des matériaux et revêtements avec une précision élevée.Différents pénétrateurs permettent l’adaptation aux caractéristiques respectives des revêtements.
  • La tête de mesure de dureté instrumentée ZHU permet une vérification simple et rapide des propriétés mécaniques des revêtements.Le ZHU peut être aisément intégré dans une machine d'essai des matériaux et livre, grâce à ses capteur de force intégré et système de mesure de course numérique, des résultats de mesure haute-précision.

Détermination de la résistance à la flexion du revêtement de matériau actif

Demande d'essai

Le matériau actif des électrodes est un revêtement de 50 à 100 µm d'épaisseur qui, en fonction de la composition chimique et du processus de fabrication choisi, peut présenter des propriétés mécaniques très diverses.Leur connaissance est essentielle pour définir les réglages optimaux des paramètres de production tels que la vitesse de passage, l'angle des rouleaux et les forces de précontrainte.La détermination de la résistance à la flexion au moyen d'un dispositif de flexion en 2 points permet également de déterminer l'angle ou le rayon de flexion maximal admissible pour lequel le revêtement reste intact et le contact entre la feuille d’arrêt et le matériau actif est maintenu.

Solution d’essai ZwickRoell

ZwickiLine avec dispositif de flexion en 2 points et capteur de force haute résolution intégré

Détermination des coefficients de friction entre les couches de cellules

Demande d'essai

La détermination des coefficients de friction dynamique et statique permet de mieux comprendre le comportement de deux couches de cellules en contact dans un processus de fabrication sec.La friction entre le film et le rouleau de transport peut de plus être déterminée de cette manière et permet de s'assurer que les pressions, les précharges ou les vitesses de rouleaux sélectionnées n'ont pas d'impact négatif sur les films et leurs surfaces.

Solution d’essai ZwickRoell

ZwickiLine avec dispositif de flexion en 2 points et capteur de force haute précision intégré

Informations supplémentaires

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