Preskušanje elektrodnih premazov
Skozi celotno življenjsko dobo litij-ionskih baterij za aplikacije elektromobilnosti, trdnost vezi med prevleko iz aktivnega materiala in elektrodami (Al ali Cu folijo), trdota/togost/tlačnost in upogibna trdnost prevleke z aktivnim materialom ter koeficienti trenja med celico plasti, so zelo pomembne.
Vezna trdnost prevlek iz aktivnega materiala in elektrod Videoposnetki Trdota/togost/tlačnost prevleke iz aktivnega materiala Upogibna trdnost prevleke iz aktivnega materiala Koeficient trenja med celičnimi plastmi
Preskusne zahteve
- Poleg vrednosti mehanskih lastnosti je zelo pomembna trdnost vezi eno- ali dvostranskih premazov na odvodniku, saj je ta povezava pomembna za notranjo prevodnost baterije. S starostjo baterije se spreminja tudi moč vezi, zato je treba zagotoviti, da je povezava dolgoročno zagotovljena.
- Mehansko trdnost vezi med aktivnim materialom in substratom je mogoče določiti različno: Najlažja in zato najpogostejša metoda je preskus odlepljanja s kotom odlepljanja 90° ali 180°. Pri obeh različicah se prevlečena folija nanese na nosilni material (podlago), nato pa ga preskusni stroj odvleče pod določenim kotom odlepljanja. Metode niso standardizirane in jih je zato zelo težko primerjati. Pomembna kvalitativna ocena vrste okvare (kohezijska ali adhezijska napaka) je s to metodo mogoča le v omejenem obsegu. Druga pomanjkljivost tega preskusa je velika količina uporabljenega materiala in dolgotrajna priprava vzorca.
- Bolj zanesljivo določanje trdnosti vezi je mogoče doseči z uporabo natezne vezi v smeri Z. Preskusni stroj tudi samodejno izvede definirane parametre. Pri tem se pet vzorcev hkrati pripravi s pomočjo pritrditve za vzorce. Kontaktni tlak in trajanje sta za vsak vzorec enaka. Po tem se vsak posamezen vzorec odvleče v smeri Z in določi jasno največjo vrednost trdnosti vezi. Poleg zelo učinkovite priprave vzorca in visoke natančnosti ponovitve vam ta metoda omogoča tudi določitev kohezijskih in adhezijskih komponent vzorca zloma.
Preskusne zahteve
- Velik izziv pri proizvodnji baterij je postopek prevleke elektrod. Za varno delovanje baterije je treba zagotoviti odlično mehansko stabilnost in predvidljivo staranje aktivnega materiala. Pomemben preskus je določanje mehanskih lastnosti, kot sta trdota prevleke in togost prevleke.
- Poznavanje teh parametrov omogoča optimizacijo procesov prevleke in razkriva učinke različnih kemičnih sestavin v razvojnem in proizvodnem procesu.
- Za povečanje učinkovitosti je bistveno, da je uporabna širina premaza na nosilnem materialu čim večja in homogena. Z uporabo instrumentiranih metod za vtiskovanje trdote, je mogoče zaznati in zmanjšati razlike v kakovosti izdelka na območjih robov premaza.
ZwickRoell preskusna rešitev
- Univerzalni nanomehanski stroj ZHN določa visoko natančne vrednosti trdote in modul elastičnosti materialov in premazov. Različna vtiskovala omogočajo prilagajanje posameznim lastnostim premaza. S funkcijo preslikave je mogoče določiti mehanske lastnosti, ki odstopajo od površine, na primer območje roba premaza.
- Instrumentirana glava za merjenje trdote ZHU omogoča hitro in enostavno preskušanje mehanskih lastnosti premazov. ZHU je mogoče hitro in fleksibilno namestiti v stroj za preskušanje materialov in zagotavlja zelo natančne meritvene rezultate z integriranim silomerom in digitalnim sistemom za merjenje premika.
Preskusne zahteve
Aktivni material elektrod je prevleka debeline 50 - 100 µm, ki ima lahko zelo različne mehanske lastnosti, odvisno od kemične sestave in izbranega proizvodnega procesa. Določanje upogibne trdnosti s pomočjo 2-točkovnega upogibnega preskusnega kompleta omogoča tudi določitev največjega dovoljenega upogibnega kota ali polmera, pri katerem ostane prevleka nedotaknjena, in stik med njimi. Poznavanje teh je pomembno za določanje optimalnih nastavitev proizvodnih parametrov, kot so pretočna hitrost, koti valjev in sile predobremenitve. Odvodnik folije in aktivni material se ohrani.
Preskusne zahteve
Določitev dinamičnih in statičnih koeficientov trenja omogoča boljše razumevanje obnašanja dveh dotičnih celičnih plasti v procesu suhe proizvodnje. Na ta način lahko določimo tudi trenje med folijo in transportnim valjem in zagotovimo, da nastavljeni tlaki valja, predobremenitve ali hitrosti valja ne vplivajo negativno na folije in njihove površine.
