電極コーティングの試験
電動自動車用途において、リチウムイオン電池の全寿命を通じた重要な要素は、活物質コーティングと電極（アルミニウムまたは銅箔）の結合強度、活物質コーティングの硬度、剛性、圧縮性、曲げ強度、およびセル間の摩擦係数レイヤーです。
活物質コーティングと電極の接着強度 動画 活物質コーティングの硬度/剛性/圧縮率 活物質コーティングの曲げ強度 細胞層間の摩擦係数
試験要求事項
- 機械的特性値に加えて、アレスタフィルムの片面または両面コーティングの接着強度は非常に重要です。これは、この接続がバッテリの内部導電率にとって重要であるためです。バッテリーの使用年数によって接着強度も変化するため、長期間にわたって接続が保証されていることを確認する必要があります。
- 活物質と基板の間の機械的結合強度は、異なる方法で決定できます：最も簡単で最も一般的な方法は、90°または180°の剥離角度でのはく離試験です。どちらのバリエーションでも、コーティングされたフィルムはキャリア材料（基板）に塗布され、指定されたはく離角度で試験機によって引き剥がされます。試験法は標準化されていないため、比較するのは非常に困難です。失敗のタイプ（凝集または接着の失敗）の重要な定性的評価は、この方法では限られた範囲でしか可能ではありません。この試験法のもう一つの欠点は、大量の材料を必要とし手間と時間がかかる試験片の準備にあります。
- もっと信頼性の高い接着強度の試験法は引張接着Z方向治具を使用することです。試験装置が自動で定義されたパラメーターを決定してくれます。ここでは、同時に5つの試験片が試験片治具で準備されます。それぞれの試験片にかかる接触圧力と持続時間は全く同一です。その後、それぞれの試験片はＺ方向へ引き剥がされ、はっきりとした最大接着強度が測定されます。効率的な試験片準備と高精度な繰返し性に加え、この試験法では破断パターンの凝集および接着コンポーネントも決定する事ができます。
試験要求事項
- 電池製造の最大のチャレンジは電極のコーティングプロセスにあります。電池を安全に動作させるには、活物質の優れた機械的安定性と予測可能な経年劣化挙動を確保する必要があります。重要な試験は、コーティング硬度やコーティング剛性などの機械的特性の決定です。
- これらのパラメーターを知ることで、コーティングプロセスの最適化が可能になり、開発および製造プロセスにおけるさまざまな化学成分の影響が明らかになります。
- 効率を上げるには、キャリア材料のコーティングの使用可能な幅ができるだけ大きく、均一であることが不可欠です。計装化硬さ押込み法によって、コーティングのエッジ領域の製品品質変動を検出して減らすことができます。
ツビックローエルの試験ソリューション
- ZHN万能ナノメカニカル試験装置は材料とコーティングの高精度の硬度値と弾性率を決定します。異なる圧子により、それぞれのコーティング特性に適応しています。マッピング機能を使用すると、コーティングのエッジ領域など、表面から外れた機械的特性を決定できます。
- ZHU計装化硬さ測定ヘッドにより、コーティングの機械的特性をすばやく簡単に試験可能です。ZHUは、材料試験機にインストールする事が出来、ロードセルとデジタル変位測定システムが統合されているため、非常に正確な測定結果を提供します。
