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Prove su batterie allo stato solido

I test meccanici ad alta precisione sulle batterie a stato solido, come gli anodi di litio metallico, permettono una caratterizzazione dettagliata dei materiali compositi e delle strutture.

Requisiti di prova

  • Le batterie agli ioni di litio con elettroliti a stato solido sono considerate la tecnologia del futuro, con vantaggi in termini di sicurezza, densità di energia e capacità di ricarica rapida, sono chiaramente superiori alle attuali generazioni di batterie. I componenti utilizzati sono fatti di complessi materiali compositi che devono essere perfettamente abbinati elettrochimicamente e meccanicamente. Poiché l'elettrolita liquido non è più utilizzato come collegamento, le batterie a stato solido devono affrontare sfide come il contatto dello strato limite, la dilatazione termica e la resistenza all'invecchiamento. Test meccanici di alta precisione permettono di caratterizzare i materiali compositi e le strutture in modo completo.
  • Se viene usato un anodo fatto di litio metallico, la sua caratterizzazione meccanica è particolarmente impegnativa. La preparazione del provino e la determinazione della resistenza alla trazione del litio metallico devono avvenire in un ambiente di gas inerte a causa della grave degradazione. Inoltre, il sensibile materiale duttile deve essere introdotto con molta attenzione nelle speciali morse e allineato.La determinazione affidabile della deformazione longitudinale è possibile solo con adeguati estensimetri laser ottici non a contatto.
  • Un'altra sfida è determinare le proprietà meccaniche di altri componenti come il catodo composito o il separatore di elettroliti allo stato solido. La resistenza di questi componenti è cruciale per la progettazione dei processi di produzione e la gestione sicura e affidabile nel funzionamento della batteria. Gli elettroliti allo stato solido sono tipicamente fatti di polimeri, ossidi o solfuri ed esibiscono una vasta gamma di proprietà meccaniche a seconda della loro appartenenza, che può variare da fragile a duttile. Durante la caratterizzazione, vengono esaminati il modulo di elasticità, la durezza, la resistenza alla flessione e la tenacità alla frattura, per i quali vengono utilizzati i durometri Nanoindentatori.

Soluzioni di prova ZwickRoell

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