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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. A ZwickRoell oferece soluções de ensaio para cada um dos requisitos.

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.
Nome Tipo Tamanho Baixar
  • Brochura para o segmento: Automotivo PDF 4 MB

Filmes de elétrodos

O ensaio de filmes de elétrodos para baterias de lítio-íons é feito no ensaio de tração ou no ensaio de puncionamento.
para Filmes de elétrodos

Revestimentos de elétrodos

Determinação da aderência entre revestimentos de material ativo e elétrodos (filme de Al ou de Cu), da dureza/rigidez/compressibilidade do revestimento de material ativo, da resistência à flexão do revestimento de material ativo e do coeficiente de atrito entre as camadas de células.
para Revestimentos de elétrodos

Separadores

O ensaio de separadores de polímeros para baterias de lítio-íons é feito no ensaio de tração ou no ensaio de puncionamento.
para Separadores

Baterias de estado sólido

Propriedades mecânicas de baterias de estado sólido, por ex. ânodo de lítio
para Baterias de estado sólido
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