EV batterijen– de kritieke rol van mechanische tests

Mechanische en multifunctionele tests zijn niet enkel werktuigen voor kwaliteitscontrole, maar ook de sleutel voor innovatie. Ze leveren cruciale inzichten die materialen en processen verbeteren, en stimuleren zo vooruitgang in batterijtechnologie.

• Optimalisatie productie/kostenreductie
  De volgende jaren kunnen de kosten vooral gereduceerd worden door het verhogen van de energiedensiteit in de cellen, waardoor minder materialen en grondstoffen gebruikt worden en dus ook de verwerkingskosten verlagen. Anderzijds kan de efficiëntie van de celproductie verhoogd worden. Materiaaltests zorgen voor een beter begrip voor verdere ontwikkeling en optimaal gebruik. Zo kunnen de hoge kosten voor afval gereduceerd worden.
• Verbeteren van bereik en levensduur
  Naast de optimalisatie van lithium-ion batterijen op vlak van levensduur/bereik, focust de sector ook op een andere batterijtechnologie voor de toekomst. Alle grote producenten investeren in onderzoek naar solid state-batterijtechnologie. Hiervoor bestaan echter nog enkele uitdagingen, van het volume van de anode tot de productie, aangezien slechts 40 procent van de bestaande machines en processen geschikt zijn. Daarnaast hebben solid state-batterijen hoge drukken nodig voor een optimaal contact. De mechanische karakterisatie van het celgedrag is daarom zeer belangrijk.
• Verbeteren van de veiligheid
  Om het gedrag van batterijen te voorspellen in extreme situaties, worden batterij-misbruiktests en multifysische tests onmisbaar voor de ontwikkeling van batterijen. Voor deze tests zijn uitgebreide veiligheidsmaatregelen nodig, die uiterst complex en moeilijk uit te voeren zijn.
  

Batterijsystemen zijn cruciaal voor elektrische voertuigen, hebben een grote impact op de prestaties en vormen het grootste deel van de totale kostprijs. Mechanische en multifunctionele tests op verschillende niveaus - van celcomponenten tot volledige batterijpakketten - zijn essentieel voor het garanderen van veiligheid, prestaties en betrouwbaarheid.

• Testen van grondstoffen en celcomponenten: De productie van batterijcellen omhelst verschillende stappen, zoals het coaten van metaalfolie en het stapelen of assembleren van de individuele componenten. Trektests op folie en het testen van de hechtingssterkte van elektrodecoatings zijn cruciaal om zeker te stellen dat elk onderdeel voldoet aan de kwaliteitsnormen.
• Testen van cellen: Batterijcellen worden onderworpen aan mechanische, elektrische en thermische tests - vaak gelijktijdig. De cellen worden bijvoorbeeld onderworpen aan mechanische druktests bij bepaalde temperaturen terwijl ze geladen en ontladen worden, om zo informatie te krijgen over hun gedrag bij verschillende drukken en temperaturen.
• Het batterijsysteem: Op systeemniveau - voor modules of pakketten - ligt de focus bij structurele tests zoals de sterkte van beugels, verbindingen en lasnaden. Er worden quasi-statische trek- of afschuiftests uitgevoerd.
• Batterij-misbruiktests : Door het risico op brand en explosie zijn batterij-misbruiktests cruciaal voor het evalueren van een batterij bij extreme omstandigheden. Tests zoals nagel-doorsteektests, plettests en temperatuurcycli helpen bij het identificeren van zwakke plekken en het verbeteren van de algemene veiligheid. Hierbij worden de vereisten aan de testsystemen steeds strenger door de nieuwe technologische ontwikkelingen.

De mechanische tests zijn een onmisbare stap bij de ontwikkeling van batterijen. Van onderzoek over productie en kwaliteitscontrole spelen ze een sleutelrol bij de ontwikkeling van krachtigere, veiligere en duurzamere batterijen voor de volgende stap naar een Co2-neutrale toekomst.