Переход к содержанию страницы

Испытание электродных покрытий

 

Для сохранения срока службы литий-ионных аккумуляторов и электромобильности большое значение имеют прочность сцепления между покрытиями активного материала и электродами (алюминиевая или медная фольга), твердость/жесткость/сжимаемость и изгибная прочность покрытия активного материала, а также коэффициент трениямеждуслоями ячеек.

Определение прочности сцепления между покрытиями активного материала и электродами (алюминиевая или медная фольга)

Требования к испытаниям

  • Помимо механических характеристик большое значение также имеет прочность сцепления одно- или двухсторонних покрытий на проводящей фольге, поскольку это соединение имеет решающее значение для внутренней проводимости батареи.Прочность сцепления также меняется с возрастом батареи, поэтому необходимо обеспечить dass длительное соединение.
  • Механическую прочность сцепления между активным материалом и субстратом можно определять по-разному:самым простым, а потому самым употребительным методом является испытание на отслаивание с растяжением под углом 90° или 180°.При обоих вариантах фольга с покрытием наносится на несущий материал, а затем отрывается в испытательной машине под определенным углом отслаивания.Процедуры не стандартизированы, поэтому их очень трудно сравнивать.Важная количественная оценка типа разрушения (когезионное или адгезионное разрушение) с помощью этой процедуры возможна только в ограниченной степени.Другими недостатками этих испытаний являются высокий расход материала и затратная подготовка образцов.
  • Надежное определение прочности сцепления возможно с помощью приспособления „Z-Direction“.Испытательная машина автоматически выполняет регламентированные параметры Здесь проводится одновременная подготовка 5 образцов с помощью одного механизма.давления и длительности прижима идентично для каждого образца.Затем каждый отдельный образец отрывается в направлении Z, и определяется четкое максимальное значение прочности сцепления.Эта процедура помимо очень эффективной подготовки образцов и высокой повторной точности также обеспечивает четкое определение когезионных и адгезионных составляющих картины разрушения.

 

Видео

 

Определение прочности сцепления с помощью приспособления „Z-Direction“

 

Решение фирмы ZwickRoell

  • Испытательная машина со специальным приспособлением для отрыва пяти подготовленных образцов в процессе одного зажима.Этот отрыв в направлении оси Z предназначен для определения прочности сцепления, а также оценки типа разрушения.
  • Стандартные приспособления для испытаний на отслаивание под углом 90° или 180°

 

Определение твердости/жесткости/сжимаемости покрытия активного материала

Требования к испытаниям

  • При производстве аккумуляторов высокие требования предъявляются к процессу нанесения покрытий на электроды.Для надежной эксплуатации аккумулятора необходимо обеспечить превосходную механическую стабильность и предсказуемое поведение активного материала при старении.Важным является определение таких механических свойств, как твердость покрытия и жесткость покрытия.
  • Знание этих характеристик позволяет оптимизировать процессы нанесения покрытий и отображает влияние различных химических компонентов в процессе разработки и производства.
  • Для повышения эффективности необходимо, чтобы полезная ширина покрытия на несущем материале была по возможности большой и однородной.Благодаря применению инструментированного метода определения твердости вдавливанием, можно распознавать и уменьшать обусловленные производством отклонения качества в краевых зонах покрытия.

 

Решение фирмы ZwickRoell

  • Универсальный наномеханический испытательный прибор ZHN с высокой точностью определяет значения твердости и модуль упругости материалов и покрытий.Различные инденторы позволяют адаптироваться к соответствующим характеристикам покрытий.С помощью функции отображения можно определять изменение механических свойств поверхности (например, в краевой зоне покрытия).
  • Инструментированная головка для измерения твердости ZHU позволяет проводить простую и быструю проверку механических свойств покрытий.Головку ZHU можно универсально и быстро устанавливать в испытательную машину; благодаря интегрированному датчику силы и цифровой системе измерения перемещения, она выдает высокоточные результаты измерений.

 

Определение изгибной прочности покрытия активного материала

Требования к испытаниям

 

Активный материал электродов представляет собой покрытие толщиной 50 – 100µм, которое, в зависимости от химического состава и выбранного производственного процесса, может обладать самыми разными механическими свойствами.Определение изгибной прочности с помощью приспособления для испытаний на 2-точечный изгиб позволяет получать максимально допустимый угол/радиус изгиба, при котором покрытие остается невредимым и контакт между Их знание важно для определения оптимальных настроек производственных параметров (например, скорость подачи, угол роликов и усилия предварительного натяжения).проводящей фольгой и активным материалом остается корректным.

 

Решение фирмы ZwickRoell

 

Машина ZwickiLine с приспособлением для испытаний на 2-точечный изгиб и встроенным датчиком силы с высоким разрешением

 

Определение коэффициента трения между слоями ячеек

Требования к испытаниям

 

Определение динамического и статического коэффициента трения обеспечивает лучшее понимание свойств двух касающихся друг друга слоев ячеек в течение сухого производственного процесса.Трение между фольгой и транспортировочным роликом можно также определять этим способом, чтобы убедиться в том, что настроенные давление роликов, предварительное натяжение или скорость роликов не оказывают отрицательного воздействия на фольгу и ее поверхности.

 

Решение фирмы ZwickRoell

 

Машина ZwickiLine с приспособлением для испытаний на 2-точечный изгиб и встроенным датчиком силы с высоким разрешением

 

Дополнительная информация

An Overview of Efficient Testing Tools for the Mechanical Characterization of Lithium-ion Cell Materials

Mechanical testing is becoming increasingly important ass requirements to increase battery performance grow. We will present a variety of test fixtures for the determination of mechanical properties of lithium-ion battery cell materials.
к An Overview of Efficient Testing Tools for the Mechanical Characterization of Lithium-ion Cell Materials

Nano-Elasticity Measurements of Electrode Coatings of Lithium-ion Batteries

The ZR nanoindentation hardness tester ZHN is a universal instrument used to measure hardness and scratch properties of coatings and thin layers. You will learn about the wide application range of the ZHN and its powerful features to determine reliable test results using the example of a coated electrode of lithium-ion battery cells.
к Nano-Elasticity Measurements of Electrode Coatings of Lithium-ion Batteries

Universal Test System for Mechanical Characterization of Lithium-ion Battery Cell Materials and Components

The testing of lithium-ion cells, modules and packs requires a large number of different tools and fixtures and a load frame that can be adapted to changing testing requirements. We will present the Z010 AllroundLine - a highly modular and expandable test system that supports customers in R&D and production to obtain reliable test results.
к Universal Test System for Mechanical Characterization of Lithium-ion Battery Cell Materials and Components

A Comparison of Tools for the Determination of Coating Adhesion on Lithium-ion Electrodes

An important test for the determination of active material performance and reliability is the determination of adhesion between active material and electrode. We will discuss the advantages and disadvantages of two typical test fixtures: the 90° peel test and the Z-direction test.
к A Comparison of Tools for the Determination of Coating Adhesion on Lithium-ion Electrodes
Top