Soluções de ensaio para células de bateria de lítio-íons, módulos de bateria e pacotes de bateria
Uma célula de bateria de lítio-íons é composta por diferentes componentes e materiais os quais estão expostos a uma série de estresses nas diferentes funções. Na produção os materiais nas diferentes etapas de fabricação são expostos a estresses mecânicos e devem ser adequados para os respectivos estresses. No modo operacional de bateria os materiais utilizados são expostos a estresses eletroquímicos, térmicos e mecânicos.
Ensaios em baterias Requisitos dos ensaios Soluções de ensaios Brochura Automotiva
Requisito de ensaio
- Uma célula de bateria de lítio-íons é composta por diferentes componentes e materiais os quais estão expostos a uma série de estresses nas diferentes funções.
- Diferentes materiais são utilizados: entre outros material de elétrodos em filme de alumínio e de cobre, separadores de polímeros (PE ou PP), revestimentos de elétrodos de grafite ou titanato, revestimentos de óxido de lítio, carcaça em base de alumínio (carcaças sólidas ou folhas laminadas), etc.
- Na produção os materiais nas diferentes etapas de fabricação são expostos a estresses mecânicos e devem ser adequados para os respectivos estresses. No modo operacional de bateria os materiais utilizados são expostos a estresses eletroquímicos, térmicos e mecânicos.
- É necessária por ex. a determinação de tensões de tração, resistência à dobragem, resistência ao rasgamento, forças de cisalhamento, resistência de costura de selagem, aderência, resistência à perfuração, elasticidade, tensão térmica ou resistência à compressão. Adicionalmente, alguns componentes devem ser aprovados em ensaios funcionais como por ex. forças de cisalhamento em bornes ou resistências à perfuração de válvulas de segurança de células prismáticas ou simples verificação da resistência dos cordões de solda de condutores. Além do mais, a célula de lítio-íons também deve ser entendida em seu ciclo de desempenho e nisso a captação da deformação mecânica da célula em decorrência do inchaço (Swelling) no processo de recarga possui papel importante para o projeto dos espaços adjacentes da célula de bateria. Outros desafios são: Resistência à temperatura sobre uma ampla faixa de temperatura (-40 até +120°C), resistência a vibrações, cargas cíclicas assim como processos de envelhecimento por influências eletroquímicas.
Solução de ensaio da ZwickRoell
- Os ensaios são realizados dependendo dos requisitos com máquinas para ensaios universais na faixa de força de 1 até 10 kN.
- Importantes valores característicos de materiais, principalmente no ensaio de tração, podem ser determinados de forma repetível em virtude da alinhabilidade fácil e dos suportes de amostra pneumáticos adaptados.
- Para a medição de características de material de alta precisão utilizadas principalmente na simulação são utilizados acima de tudo sensores de força e de deformação muito exatos . Especialmente para filmes de elétrodos muito finos é importante na determinação de valores de deformação que não haja influência sobre a amostra extensômetros de contato . Para tal são ideais extensômetros sem contato baseados em vídeo ou laser da série videoXtens ou laserXtens .
- Influências térmicas podem ser simuladas livremente com o auxílio de uma câmara térmica em uma ampla faixa de temperatura de -80°C até +250°C.
