Preskusne rešitve za litij-ionske baterijske celice, baterijske module in baterijske pakete
Litij-ionska baterijska celica je sestavljena iz različnih komponent in materialov, ki so podvrženi številnim obremenitvam glede na njihove različne funkcije. V proizvodnem procesu so materiali v različnih proizvodnih fazah izpostavljeni mehanskim obremenitvam in jih je treba tem obremenitvam prilagoditi. Med delovanjem baterije so uporabljeni materiali izpostavljeni elektrokemijskim, toplotnim in mehanskim obremenitvam.
Preskus baterije Preskusne zahteve Preskusne rešitve Brošura za avtomobilizem
Preskusne zahteve
- Litij-ionska baterijska celica je sestavljena iz različnih komponent in materialov, ki so podvrženi številnim obremenitvam glede na njihove različne funkcije.
- Uporabljajo se različni materiali: vključno z elektrodnim materialom iz aluminijaste in bakrene folije, polimernih separatorjev (PE ali PP), grafita oz titanate prevleke elektrod, prevleke iz litijevega kovinskega oksida, ohišja na osnovi aluminija (trdna ohišja ali laminirane folije) itd.
- V proizvodnem procesu so materiali v različnih proizvodnih fazah izpostavljeni mehanskim obremenitvam in jih je treba tem obremenitvam prilagoditi. Med delovanjem baterije so uporabljeni materiali izpostavljeni elektrokemijskim, toplotnim in mehanskim obremenitvam.
- Zato je treba določiti natezne napetosti, upogibno odpornost, razpočno trdnost, strižno trdnost, trdnost tesnjenega šiva, trdnost vezi, odpornost na predrtje, elastičnost, temperaturno napetost ali tlačno trdnost. Poleg tega morajo nekatere komponente opraviti tudi funkcionalne preskuse, kot so strižne sile na sponkah ali odpornost proti predrtju varnostnih ventilov za prizmatične celice ali preprosto preverjanje trdnosti zvarjenih šivov tokovnih kolektorjev. Prav tako je treba razumeti cikel delovanja litij-ionske celice, zato ima pridobivanje mehanske deformacije celice, ki jo povzroči nabrekanje med postopkom polnjenja, pomembno vlogo pri oblikovanju okolja baterijske celice. Dodatni izzivi vključujejo: Temperaturna odpornost v širokem temperaturnem območju (-40 do +120 °C), odpornost na vibracije, ciklične obremenitve in procese staranja zaradi elektrokemijskih vplivov.
ZwickRoell preskusna rešitev
- Na podlagi zahteve se preskusi izvajajo z univerzalnimi preskusnimi stroji v območju sile od 1 do 10 kN.
- Pomembne lastnosti materiala, zlasti pri nateznem preskušanju, je mogoče določiti s ponovljivostjo zaradi enostavne poravnave in prilagojenih pnevmatskih čeljustih. To tudi omogoča, da se zelo tanke kovinske in plastične folije (<50 µm) držijo brez drobljenja ali prepogibanja.
- Za merjenje visoko natančnih lastnosti materiala se uporabljajo zelo natančni senzorji sile in deformacije, ki se uporabljajo predvsem v simulacijskih procesih. Za določanje vrednosti deformacije na zelo tankih elektrodnih folijah je še posebej pomembno, da kontaktni ekstenziometri ne vplivajo na vzorec. Brez kontaktni video ali laserski ekstenziometri serije videoXtens ali laserXtens so idealni za ta namen.
- Toplotne vplive je mogoče prosto simulirati s temperaturno komoro v širokem temperaturnem območju od -80 °C do +250 °C.
