Baterai EV - Peran Penting Pengujian Mekanis
Antusiasme terhadap baterai EV sangat besar saat ini dan diperkirakan akan terus meningkat di tahun-tahun mendatang. Pada tahun 2026, diperkirakan akan ada lebih dari 700 model mobil listrik baru di seluruh dunia. IEA (Badan Energi Internasional) memperkirakan pertumbuhan mobil listrik di seluruh dunia mencapai 236 juta kendaraan pada tahun 2030 (pada tahun 2023: 42 juta kendaraan). Kemajuan dalam produksi baterai serta penelitian dan pengembangan terus mendorong industri ini. Pengujian mekanis dan multifungsi baterai dan komponen baterai sangat penting untuk mendorong perkembangan ini ke depan. Mengapa tes ini sangat penting?
Tantangan Utama dalam Produksi Baterai
Pengujian mekanis dan multifungsi bukan hanya alat untuk kontrol kualitas, tetapi juga merupakan kunci inovasi. Mereka memberikan wawasan penting yang meningkatkan material dan proses, sehingga mendorong kemajuan dalam teknologi baterai.
- Mengoptimalkan produksi/mengurangi biaya
Di tahun-tahun mendatang, biaya dapat dikurangi terutama dengan meningkatkan kepadatan energi di dalam sel, mengurangi jumlah material dan bahan baku serta biaya pemrosesan yang dihasilkan, dan dengan meningkatkan efisiensi dalam produksi sel. Pengujian material meningkatkan pemahaman kami, memungkinkan pengembangan lebih lanjut dan pemanfaatan yang optimal. Hal ini secara signifikan dapat mengurangi biaya tinggi yang terkait dengan penolakan. - Meningkatkan jangkauan dan masa pakai
Selain optimalisasi lebih lanjut dari baterai lithium-ion dalam hal masa pakai/jangkauan, industri ini juga berfokus pada teknologi baterai lain di masa depan. Semua produsen besar berinvestasi dalam kegiatan penelitian untuk teknologi baterai solid-state. Namun, masih ada beberapa tantangan di sini, mulai dari mengubah volume anoda hingga mengadaptasi produksi, karena hanya 40 persen dari mesin dan proses yang ada yang dapat terus digunakan. Selain itu, baterai solid-state memerlukan kondisi tekanan tinggi untuk kontak terbaik. Oleh karena itu, karakterisasi mekanis dari perilaku sel sangat penting. - Meningkatkan keamanan
Untuk dapat memprediksi perilaku baterai dalam situasi yang ekstrem, tes penyalahgunaan baterai dan uji multifisika sangat diperlukan dalam pengembangan baterai. Pengujian ini memerlukan langkah-langkah keamanan yang ekstensif dan sangat kompleks serta penting untuk dilakukan.
Tinjauan umum tentang pengujian mekanis
Sistem baterai sangat penting untuk kendaraan listrik, yang secara signifikan memengaruhi kinerja dan mewakili porsi terbesar dari total biaya. Pengujian mekanis dan multifungsi pada berbagai tingkatan-dari komponen sel hingga paket baterai lengkap-sangat penting untuk memastikan keamanan, kinerja, dan keandalan.
- Pengujian bahan baku dan komponen sel: Produksi sel baterai mencakup berbagai tahap, termasuk melapisi foil logam dan menumpuk serta merakit masing-masing komponen. Uji rarim pada film atau mengevaluasi kekuatan perekat pelapis elektroda sangat penting untuk memastikan bahwa setiap komponen memenuhi standar kualitas.
- Pengujian sel: Sel baterai menjalani uji mekanis, elektrik dan termal-seringkali secara bersamaan. Sebagai contoh, sel mengalami kompresi mekanis pada suhu yang terkendali sewaktu diisi dan dikosongkan untuk mendapatkan informasi tentang perilakunya pada tekanan dan suhu yang berbeda.
- Sistem baterai: Pada tingkat sistem - untuk modul atau paket - fokusnya adalah pada penilaian struktural seperti kekuatan braket, sambungan terikat, dan sambungan las. Uji tarik kuasi-statis atau uji tarik geser dilakukan.
- Pengujian penyalahgunaan baterai : Mengingat risiko kebakaran dan ledakan, uji penyalahgunaan baterai sangat penting untuk mengevaluasi perilaku baterai dalam kondisi ekstrem. Pengujian seperti penetrasi paku, uji himpitan, dan siklus suhu membantu mengidentifikasi titik-titik lemah dan meningkatkan keamanan secara keseluruhan. Di sini, tuntutan terhadap akurasi sistem pengujian terus meningkat seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin maju.
Pengujian mekanis adalah bagian yang tidak terpisahkan dari pengembangan baterai. Dari penelitian hingga produksi dan jaminan kualitas, mereka memainkan peran penting dalam mengembangkan baterai yang lebih kuat, lebih aman, dan lebih tahan lama untuk langkah selanjutnya menuju masa depan yang netral CO2.
Kepala Manajemen Industri Global di ZwickRoell. Dr. Vitzthum juga bertanggung jawab atas pengembangan lebih lanjut solusi pengujian untuk sektor mobilitas/baterai . Selama di Technical University of Munich (Ketua Teknologi Pembentukan dan Teknik Pengecoran, utg), ia memimpin berbagai proyek penelitian industri bilateral dengan produsen mobil terkenal. Dalam kehidupan pribadinya, ia lebih menyukai aktivitas tanpa kendaraan bermotor, menikmati bersepeda gunung di berbagai pegunungan di seluruh dunia.