Análise multifuncional em eletrodos para baterias de carros elétricos – Um olhar na prática
A transição para a mobilidade já é uma realidade – e ela traz novos desafios para a produção de células de bateria. O foco está nos eletrodos revestidos, ou seja, o ânodo e o cátodo, que permitem o fluxo de corrente em baterias de íon de lítio. Mesmo as menores variações na fabricação ou no comportamento da célula podem influenciar o desempenho e a vida útil da bateria.
Requisitos dos eletrodos
Especialmente na produção em série, a fabricação desses eletrodos impõe exigências elevadas:
- Espessuras de camadas precisas devem ser mantidas constantes ao longo de grandes comprimentos de rolo.
- Revestimento uniforme é crucial para o desempenho elétrico.
- Estabilidade mecânica deve ser garantida apesar da alta densidade energética
- Escalabilidade dos processos do laboratório para a produção em grande escala, isso é frequentemente crítico.
Essa complexidade exige métodos de ensaio inovadores – e é exatamente aí que o Analisador Multifuncional de Componentes de Células (MCCA) da ZwickRoell entra em cena.
O que o MCCA pode fazer – e por que isso é tão importante
Em um ciclo de ensaio, o MCCA mede simultaneamente a variação de espessura (TUC) e a resistência elétrica (RUC). Isso é possível graças a três sensores de deslocamento de alta resolução, uma unidade de nivelamento para uma aplicação de pressão plana-paralela, bem como placas de pressão especialmente desenvolvidas e banhadas a ouro para uma medição de resistência confiável.
Especialmente no funcionamento de baterias, ocorre um efeito conhecido: “Inchaço da bateria” – ou seja, um aumento e diminuição periódicos do volume da célula durante o carregamento e descarregamento. Essa mudança de volume causa tensão mecânica nas camadas individuais, o que, ao longo de muitos ciclos, pode levar a perdas de desempenho ou até mesmo a danos. O MCCA permite analisar esse efeito com precisão em componentes muito pequenos de células – por exemplo, as chamadas Coin Cells. Isso é uma enorme vantagem para o desenvolvimento de materiais e a otimização da construção das células.
Software inteligente incluído
Graças à integração no software de ensaio testXpert, a operação do MCCA é especialmente amigável para o usuário: Todos os procedimentos de ensaio já estão pré-programados – um clique é suficiente para iniciar a análise. Isso não só garante alta reprodutibilidade dos resultados, como também economiza tempo e facilita o uso no dia a dia do laboratório.
Conclusão
As exigências para baterias modernas aumentam constantemente – e, com isso, também a necessidade de tecnologia de medição precisa. O MCCA da ZwickRoell traz a clareza necessária para a análise de eletrodos revestidos e pilhas de células prototípicas. Seja na pesquisa ou no monitoramento da produção: Quem quer fabricar baterias eficientes e seguras a longo prazo dificilmente pode dispensar esse tipo de análise multifuncional.
Saiba mais. Ensaiar melhor. Para as baterias do amanhã.
SOBRE O AUTOR:
Gerente de Desenvolvimento de Negócios – Eletrificação Automotiva
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Aleksander Koprivc atua há mais de 20 anos em diversas funções de liderança internacional na ZwickRoell. Após sua graduação como engenheiro diplomado (Dipl.-Ing.) em Engenharia Mecânica em Karlsruhe, bem como um B.Eng. Após sua graduação como engenheiro diplomado (Dipl.-Ing.) em Engenharia Mecânica em Karlsruhe, bem como um Bacharelado em Engenharia em Mecatrônica e um MBA em Gestão Internacional, ele acumulou sua primeira experiência profissional como engenheiro de aplicações na Alemanha e na França. Na ZwickRoell, ele assumiu, entre outras funções, a direção de vendas na França e na Espanha, bem como a direção geral das subsidiárias em ambos os países. Atualmente, ele atua como Gerente de Desenvolvimento de Negócios na área de Eletrificação Automotiva; anteriormente, foi por vários anos gerente de setor para o segmento automotivo.