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 трения по ISO 8295 между слоями ячеек.
Прочность сцепления между покрытиями активного материала и электродами Видео Твердость/жесткость/сжимаемость покрытия активного материала Изгибная прочность покрытия активного материала Коэффициенты трения между слоями ячеек
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 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“.Здесь проводится одновременная подготовка 5 образцов с помощью одного механизма.Испытательная машина автоматически выполняет регламентированные параметры 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.
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.
- 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.
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.Их знание важно для определения оптимальных настроек производственных параметров (например, скорость подачи, угол роликов и усилия предварительного натяжения).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 проводящей фольгой и активным материалом остается корректным.
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.
