Ga naar de inhoud van de pagina

Testoplossingen voor lithium-ion batterijcellen, batterijmodules en batterijpakketten

Een lithium-ion batterijcel bestaat uit verschillende onderdelen en materialen die blootgesteld worden aan een aantal belastingen naargelang hun functies. Er worden verschillende materialen gebruikt. Tijdens het productieproces moeten de materialen bestand zijn tegen de mechanische belastingen in de verschillende productiestappen. Tijdens gebruik worden de batterijen blootgesteld aan elektrochemische, thermische en mechanische belastingen. ZwickRoell levert testoplossingen voor elke vereiste.

Elektrodefilms
Tests op elektrodefilms voor lithium-ion batterijen gebeuren met trektests of doorsteektests.
naar Elektrodefilms
Elektrodecoatings
Bepaling van de hechtingssterkte tussen actieve materiaalcoatings en elektroden (Al of Cu film), de hardheid/stijfheid/samendrukbaarheid van de actieve materiaalcoating, de buigsterkte van de actieve materiaalcoating en de wrijvingscoëfficiënt tussen cellagen.
naar Elektrodecoatings
Separatorlagen
Tests op elektrodefilms voor lithium-ion batterijen gebeuren met trektests of doorsteektests.
naar Separatorlagen
Solid state-batterijen
Mechanische eigenschappen van solid state-batterijen, bv. Lithium metaalanoden
naar Solid state-batterijen

Testvereisten

  • Een lithium-ion batterijcel bestaat uit verschillende onderdelen en materialen die blootgesteld worden aan een aantal belastingen naargelang hun functies.
  • Er worden verschillende materialen gebruikt: waaronder elektrodemateriaal gemaakt uit aluminium of koperfilm, polymeer scheidingslagen (PE of PP), grafiet of titanaat elektrodecoatings, lithiummetaaloxidecoatings, aluminium behuizingen (massieve behuizing of gelamineerde folie), etc.
  • Tijdens het productieproces moeten de materialen bestand zijn tegen de mechanische belastingen in de verschillende productiestappen. Tijdens gebruik worden de batterijen blootgesteld aan elektrochemische, thermische en mechanische belastingen.
  • Daarom moeten trekkrachten, knikweerstand, scheursterkte, barstweerstand, naadsterkte, hechtingssterkte, doorsteekweerstand, elasticiteit, temperatuur- of drukspanning bepaald worden. Daarnaast moeten bepaalde onderdelen ook onderworpen worden aan functionele tests. Voorbeelden hiervan zijn de afschuifkrachten bij de terminals, doorsteekweerstand van veiligheidsventielen voor prismatische cellen, of eenvoudige verificatie van de naadsterkte van stroomcollectoren. Het is belangrijk de gebruikscyclus van een lithium-ion cel te begrijpen. De zwelling tijdens het laadproces speelt een belangrijke rol bij het ontwerp van de omgeving van de batterijcel. Bijkomende factoren zijn: temperatuurweerstand in een breed bereik (-40 tot +120°C), weerstand tegen trillingen, cyclische belastingen en veroudering door elektrochemische invloeden.

ZwickRoell testoplossing

  • Afhankelijk van de vereisten worden tests uitgevoerd met universele testmachines in een krachtbereik van 1 tot 10 kN.
  • Belangrijke materiaaleigenschappen kunnen, vooral bij de trektest, herhaalbaar gemeten worden met behulp van eenvoudige uitlijning en aangepaste persluchtklemmen. Zo kunnen ook zeer dunne films uit metaal of kunststof (<50µm) ingeklemd worden zonder pletten of knikken.
  • Voor de uiterst nauwkeurige meting van materiaaleigenschappen bestemd voor simulaties worden kracht- en verplaatsingssensoren gebruikt. Bij de bepaling van de rekwaarden op zeer dunne elektrodefilms is het van bijzonder belang dat het sample geen invloed ondervindt van contactextensometers. Contactloze video- of laserextensometers uit de videoXtens of laserXtens reeks zijn ideaal voor deze toepassing.
  • Thermische invloeden kunnen vrij nagebootst worden met een temperatuurkast in een breed temperatuurbereik van -80°C tot +250°C.
Naam Type Grootte Download
  • Industriebrochure: Automotive PDF 4 MB
Top